JPH07273066A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH07273066A
JPH07273066A JP5937794A JP5937794A JPH07273066A JP H07273066 A JPH07273066 A JP H07273066A JP 5937794 A JP5937794 A JP 5937794A JP 5937794 A JP5937794 A JP 5937794A JP H07273066 A JPH07273066 A JP H07273066A
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JP
Japan
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film
transition metal
gas
tin
nitrogen
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Application number
JP5937794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuko Sakata
敦子 坂田
Iwao Kunishima
巌 國島
Nobuo Hayasaka
伸夫 早坂
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07273066A publication Critical patent/JPH07273066A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device having a silicide film which has a low contact resistance and high heat-resistant properties on a shallow diffused layer. CONSTITUTION:After a transition metal film such as a Ti film 17 is formed on the surface of a semiconductor substrate 11, a Ti target is sputtered by a nitrogen plasma to form a TiN film 8. With this constitution, the Ti film 17 is protected from the invasion of nitrogen and a sharp nitrogen composition profile is provided in the boundary of the Ti/TiN films.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は浅い不純物拡散層上に遷
移金属化合物膜を形成する半導体装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which a transition metal compound film is formed on a shallow impurity diffusion layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、電
気回路の微細化は進む一方であり、基本素子である電解
効果トランジスタ(FET)等においても微細化が必要
となってくる。FETのゲート電極の幅を狭くするのに
伴って短チャンネル効果の発生を抑制するために、ソー
ス、ドレイン領域の拡散層深さも浅くすることが要求さ
れ、低加速イオン注入法等が広く用いられている。この
方法を用いることにより、0.1μm以下の浅いソース
・ドレイン領域を形成でき、FETの微細化とともに性
能向上をはかれることが可能であるが、この場合不純物
拡散層の抵抗は高く、1×10-5Ωm以上のシート抵抗
率となってしまう。半導体素子の高速化のためには拡散
層のシート抵抗を小さくしドレイン電流を流れやすくす
る必要がある。この目的のために一例とおして拡散層の
表面を金属化し低抵抗化する方法が提案されており、こ
のような方法の1つにサリサイドと呼ばれる拡散層表面
を自己整合的にシリサイドにする方法がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the high integration of semiconductor devices, miniaturization of electric circuits has been progressing, and miniaturization of field effect transistors (FETs) and the like, which are basic elements, is also required. In order to suppress the occurrence of the short channel effect as the width of the gate electrode of the FET is narrowed, it is required to make the diffusion layer depth of the source and drain regions shallow, and the low acceleration ion implantation method is widely used. ing. By using this method, a shallow source / drain region of 0.1 μm or less can be formed, and it is possible to improve the performance as the FET is miniaturized. In this case, the resistance of the impurity diffusion layer is high and 1 × 10 5. -Sheet resistivity of -5 Ωm or more. In order to increase the speed of the semiconductor device, it is necessary to reduce the sheet resistance of the diffusion layer so that the drain current can easily flow. For this purpose, as an example, a method of metalizing the surface of the diffusion layer to reduce the resistance has been proposed, and one of such methods is a method called salicide, in which the surface of the diffusion layer is silicided in a self-aligned manner. is there.

【0003】以下に図7を用いてこのサリサイドを用い
たMOSFETの製造方法について説明する。。まず、
フィールド酸化膜2及びゲート電極3の側壁に形成され
た150nmのSiN膜3eに囲まれてシリコン表面が
露出した構造を有する基板上に、不純物拡散層を周知の
イオン注入法を用いて形成する。この後、チタンターゲ
ット表面をアルゴン(Ar)ガスによるプラズマでスパ
ッタリングしチタン(Ti)膜7を40nmの厚さに堆
積する。次にチタンターゲット表面を窒素(N2 )とA
rの混合ガスによってたてたプラズマでスパッタリング
し、ターゲット表面の窒化反応により窒化チタン(Ti
N)を形成しながら、先のTi膜7の表面上にTiN膜
8を堆積させる(図7(a))。
A method of manufacturing a MOSFET using this salicide will be described below with reference to FIG. . First,
An impurity diffusion layer is formed by a well-known ion implantation method on a substrate having a structure in which a silicon surface is exposed by being surrounded by a 150 nm SiN film 3e formed on the sidewalls of the field oxide film 2 and the gate electrode 3. Then, the surface of the titanium target is sputtered with plasma of argon (Ar) gas to deposit a titanium (Ti) film 7 with a thickness of 40 nm. Next, the surface of the titanium target is treated with nitrogen (N 2 ) and A
Sputtering is performed by plasma generated by a mixed gas of r, and titanium nitride (Ti
While forming N), the TiN film 8 is deposited on the surface of the Ti film 7 (FIG. 7A).

【0004】続いて、窒素雰囲気中で熱処理することに
より珪化チタン(TiSi2 )膜9を形成する(図7
(b))。この後、硫酸及び過酸化水素の混合溶液を用
いて未反応のTi及びTiNをエッチング除去する(図
7(c)) ここまでの工程により、前記不純物拡散層上にのみ自己
整合的にTiSi2 膜9が形成される。最後に絶縁膜1
0を設けコンタクトホールを開口した後、電極配線11
を形成する(図7(d))。
Subsequently, a heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere to form a titanium silicide (TiSi 2 ) film 9 (FIG. 7).
(B)). After that, unreacted Ti and TiN are removed by etching using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (FIG. 7C). By the steps up to this point, TiSi 2 is self-aligned only on the impurity diffusion layer. The film 9 is formed. Finally insulating film 1
0 is provided to open a contact hole, and then electrode wiring 11
Are formed (FIG. 7D).

【0005】この方法によると、例えば、80nmのシ
リサイドを形成することによってシート抵抗を約2.9
×10-7Ωmに低減できる。ここで、Ti膜7の表面に
堆積するTiN膜はキャップ材としTi膜表面の酸化を
抑制し、良好なTiSi2 膜を形成するためには欠くこ
との出来ない膜であった。しかしながら、最近のMOS
FETの更なる微細化の研究によって以下のような問題
の生ずることが分かってきた。
According to this method, for example, a sheet resistance of about 2.9 is formed by forming a silicide of 80 nm.
It can be reduced to × 10 −7 Ωm. Here, the TiN film deposited on the surface of the Ti film 7 was used as a cap material to suppress oxidation of the surface of the Ti film and was an essential film for forming a good TiSi 2 film. However, recent MOS
It has been found that the following problems occur due to research on further miniaturization of FETs.

【0006】シリサイドは拡散層上に直接形成されるた
めに、シリサイドを形成することで基板Siが消費さ
れ、拡散層の実効的な厚さが減少する。例えば0.1μ
mの拡散層を形成したのち80nmのTiSi2 膜を形
成した場合、拡散層の残り厚さは20nmと非常に少な
くなってしまう。この実効的拡散層厚さが減少するのに
伴い拡散層の接合リーク電流が著しく増加することが明
らかになった。従って、この問題を回避するためにはシ
リサイドの膜厚を薄くして行くことが重要となってき
た。ところが、さらに種々の検討を進めた結果、以下の
ような問題点の生じる事が明らかになってきた。
Since the silicide is formed directly on the diffusion layer, the formation of the silicide consumes the substrate Si and reduces the effective thickness of the diffusion layer. For example, 0.1μ
When a TiSi 2 film having a thickness of 80 nm is formed after the diffusion layer having a thickness of m is formed, the remaining thickness of the diffusion layer becomes as small as 20 nm. It was clarified that the junction leakage current of the diffusion layer increases remarkably as the effective diffusion layer thickness decreases. Therefore, in order to avoid this problem, it has become important to reduce the thickness of silicide. However, as a result of further studies, it became clear that the following problems would occur.

【0007】すなわち、形成するTiSi2 膜の膜厚を
薄くするために堆積するTi膜の膜厚を薄くするとTi
Si2 膜の比抵抗が上昇し、当初予想されたほど拡散層
のシート抵抗は低下しないことが明らかになったのであ
る。このため、素子の性能を十分に発揮させるためには
堆積するTi膜の膜厚を厚くし、TiSi2 膜厚を増加
させる必要が生じてしまい、素子の性能向上を阻む要因
となった。例えば上記方法でTiSi2 を膜厚50nm
以下例えば30nmに形成した場合、TiSi2 膜の比
抵抗は25μΩcmにもなる。TiSi2 膜の理想的な
比抵抗は13μΩcm前後であり、これと比べて90%
も高い値であるためシート抵抗を十分に低減することが
できなかった。
That is, if the thickness of the deposited Ti film is reduced in order to reduce the thickness of the TiSi 2 film to be formed, Ti is reduced.
It was revealed that the resistivity of the Si 2 film increased, and the sheet resistance of the diffusion layer did not decrease as initially expected. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the deposited Ti film and increase the thickness of the TiSi 2 film in order to fully exhibit the performance of the device, which is a factor that hinders the improvement of the performance of the device. For example, TiSi 2 having a film thickness of 50 nm is formed by the above method.
When formed to have a thickness of 30 nm, for example, the specific resistance of the TiSi 2 film becomes 25 μΩcm. The ideal resistivity of the TiSi 2 film is around 13 μΩcm, which is 90% of that.
Was too high, the sheet resistance could not be sufficiently reduced.

【0008】更に、この膜を熱処理したところ750℃
以上の温度領域でシート抵抗が急激に上昇する現象が現
れたため、膜の状態を詳細に調べた結果、熱処理によっ
てTiSi2 膜の結晶粒が凝集する、いわゆるアグロメ
レーション現象が起こっていることが明らかになった。
従来、アグロメレーションは900℃以上で顕著に起き
る事が報告されていたが、この様な低温での報告はなさ
れておらず素子の微細化を抑制する重大な問題点である
ことが明らかになってきた。従って、これらの原因を解
明すると共に、その対策を図る事が急務となっている。
Further, when this film was heat-treated, 750 ° C.
Since a phenomenon in which the sheet resistance sharply rises in the above temperature range, a detailed examination of the state of the film revealed that a so-called agglomeration phenomenon, in which crystal grains of the TiSi 2 film aggregate due to heat treatment, has occurred. It was revealed.
It has been previously reported that agglomeration remarkably occurs at 900 ° C. or higher, but no report has been made at such a low temperature, and it is clear that this is a serious problem that suppresses device miniaturization. It's coming. Therefore, there is an urgent need to elucidate these causes and take countermeasures against them.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように以下
の浅い接合上にTiSi2 膜を自己整合的に形成する場
合に、接合リークの発生を防止するためにTiSi2
厚を薄くする必要があった。しかし、TiSi2 膜を薄
くすると、膜の比抵抗が上昇し、同時にアグロメレーシ
ョンに対する耐熱性が著しく低下することが明らかにな
ったため、素子の微細化を進める事が困難であった。
As described above, when the TiSi 2 film is formed on the following shallow junction in a self-aligned manner, it is necessary to reduce the thickness of the TiSi 2 film in order to prevent the occurrence of junction leak. was there. However, it has been revealed that when the TiSi 2 film is thinned, the specific resistance of the film is increased and at the same time, the heat resistance against agglomeration is remarkably reduced, so that it is difficult to further miniaturize the device.

【0010】本発明は上記問題に鑑みなされたもので、
遷移金属化合物例えばTiSi2 を膜厚50nm以下に
薄膜化した場合でも膜の比抵抗が低く、それと同時に耐
熱性の高い遷移金属化合物膜を備えた半導体装置の製造
方法を提供する事を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems,
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a transition metal compound film having a low specific resistance and high heat resistance even when a transition metal compound such as TiSi 2 is thinned to a thickness of 50 nm or less. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、次のような構成を採用して
いる。即ち本発明は、半導体基板の表面に遷移金属から
なる第1の膜を形成する工程と、この第1の膜の表面に
遷移金属と周期律表の第2周期元素との化合物からなる
第2の膜を、前記第1の膜と接する領域において、前記
第2周期元素を正規組成より大きく含有せしめて形成す
る工程と、熱処理により前記半導体基板の表面にこの半
導体基板の構成元素と前記第1の膜の遷移金属との化合
物からなる第3の膜を形成する工程とを具備することを
特徴とする。
The present invention has been made in order to achieve the above object, and employs the following configurations. That is, the present invention provides a step of forming a first film made of a transition metal on the surface of a semiconductor substrate, and a second step of making a compound of the transition metal and the second periodic element of the periodic table on the surface of the first film. Forming a film containing the second periodic element larger than the normal composition in a region in contact with the first film, and forming the film on the surface of the semiconductor substrate by heat treatment and the first element. Forming a third film made of a compound of the above film with a transition metal.

【0012】ここで、上記本発明の望ましい態様として
は、以下のものがあげられる。 (1)前記第2の膜を、前記第2周期元素を正規組成よ
り大きく含有せしめた領域よりも表面側において、前記
第2周期元素を正規組成未満で含有せしめて形成するこ
と。
Here, the following are preferable examples of the present invention. (1) The second film is formed by containing the second periodic element in an amount less than the regular composition on the surface side of a region in which the second periodic element is included in an amount larger than the regular composition.

【0013】(2)前記第2の膜を、その表面におい
て、前記第2周期元素を正規組成で含有せしめて形成す
ること。 (3)前記第2の膜中を平均した組成を正規組成とする
こと。
(2) The second film is formed by including the second periodic element in a regular composition on the surface thereof. (3) The composition obtained by averaging the inside of the second film is a normal composition.

【0014】(4)前記第2の膜を形成する工程は、成
膜の初期段階において、前記第2周期元素を主成分とし
て含むガスの雰囲気で、前記第2の膜の遷移金属からな
るタ−ゲットをスパッタリングすることにより行うこ
と。
(4) In the step of forming the second film, the transition metal of the second film is formed in an atmosphere of a gas containing the second periodic element as a main component at an initial stage of film formation. -By sputtering the get.

【0015】(5)前記第2の膜を形成する工程は、前
記成膜の初期段階の後において、前記第2周期元素を前
記成膜の初期段階と比べて少なく含むガスの雰囲気で、
前記第2の膜の遷移金属からなるタ−ゲットをスパッタ
リングすることにより行うこと。
(5) In the step of forming the second film, after the initial stage of the film formation, in an atmosphere of gas containing a smaller amount of the second periodic element than in the initial stage of the film formation,
This is performed by sputtering a target made of the transition metal of the second film.

【0016】また本発明は、半導体基板の表面に遷移金
属からなる第1の膜を、この遷移金属に対して不活性な
不活性ガスの雰囲気で前記遷移金属からなるタ−ゲット
をスパッタリングすることにより形成する工程と、前記
第1の膜の表面に遷移金属と周期律表の第2周期元素と
の化合物からなる第2の膜を、前記第2周期元素を含む
ガスと、このガスよりも第1イオン化エネルギーが低
く、前記第1の膜の遷移金属に対して不活性な不活性ガ
スとからなる混合ガスの雰囲気で、前記第2の膜の遷移
金属からなるタ−ゲットをスパッタリングすることによ
り形成する工程と、熱処理により前記半導体基板の表面
にこの半導体基板の構成元素と前記第1の膜の遷移金属
との化合物からなる第3の膜を形成する工程とを具備す
ることを特徴とする。
Further, according to the present invention, a first film made of a transition metal is sputtered on the surface of a semiconductor substrate, and a target made of the transition metal is sputtered in an atmosphere of an inert gas inert to the transition metal. And a second film formed of a compound of a transition metal and a second periodic element of the periodic table on the surface of the first film, a gas containing the second periodic element, and Sputtering a target made of the transition metal of the second film in an atmosphere of a mixed gas having a low first ionization energy and an inert gas inert to the transition metal of the first film. And a step of forming a third film made of a compound of a constituent element of the semiconductor substrate and a transition metal of the first film on the surface of the semiconductor substrate by heat treatment. Do

【0017】なおここで、前記第2周期元素を含むガス
はN2 であり、このガスよりも第1イオン化エネルギ−
が低い不活性ガスはキセノン、クリプトンの少なくとも
1種からなることが好ましい。
Here, the gas containing the second period element is N 2, which has a first ionization energy higher than that of this gas.
It is preferable that the inert gas having a low content ratio is made of at least one of xenon and krypton.

【0018】さらに、上記した本発明の望ましい態様と
しては、以下のものがあげられる。 (1)前記半導体基板上に所望パターンで絶縁膜を形成
した後、前記半導体基板上に前記第1及び第2の膜を形
成し、前記絶縁膜が形成される領域以外の前記半導体基
板の表面に前記第3の膜を熱処理により自己整合的に形
成すること。
Further, the preferred embodiments of the present invention described above include the following. (1) After forming an insulating film in a desired pattern on the semiconductor substrate, forming the first and second films on the semiconductor substrate, and the surface of the semiconductor substrate other than the region where the insulating film is formed. And forming the third film in a self-aligned manner by heat treatment.

【0019】(2)前記半導体基板の表面には不純物拡
散層が形成され、前記第3の膜を前記不純物拡散層が形
成される前記半導体基板の表面に形成すること。 (3)前記第2周期元素はB,C,N,Oのいずれか1
種類または複数種の元素であること。
(2) An impurity diffusion layer is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the third film is formed on the surface of the semiconductor substrate on which the impurity diffusion layer is formed. (3) The second periodic element is B, C, N or O 1
Must be one or more types of elements.

【0020】(4)前記第1及び第2の膜の遷移金属は
Tiであること。 (5)前記第3の膜は遷移金属シリサイドからなり、そ
の膜厚が50nm以下であること。
(4) The transition metal of the first and second films is Ti. (5) The third film is made of a transition metal silicide and has a film thickness of 50 nm or less.

【0021】[0021]

【作用】前述したように、半導体基板の表面に遷移金属
からなる膜を形成し、熱処理によりこの遷移金属と前記
半導体基板の構成元素との化合物からなる膜を形成する
場合において、前記遷移金属からなる膜を薄膜化して前
記化合物からなる膜を薄膜で形成した時、その膜の比抵
抗が高くなり、またアグロメレ−ションに対する耐熱性
が低下する。
As described above, when a film made of a transition metal is formed on the surface of a semiconductor substrate and a film made of a compound of the transition metal and a constituent element of the semiconductor substrate is formed by heat treatment, When the film made of a compound is thinned to form a film made of the above compound, the specific resistance of the film becomes high and the heat resistance to agglomeration decreases.

【0022】本発明者等は、鋭意研究した結果、この現
象は次のことが原因であることを見出だした。即ち、キ
ャップ材として前記遷移金属からなる膜の表面に遷移金
属と第2周期元素、例えば窒素との化合物からなる膜を
形成する際に、この化合物からなる膜を前記第2周期元
素を含むガスを用いて形成する場合に、活性な第2周期
元素からなるプラズマ種が生じ、このプラズマ種が前記
遷移金属からなる膜の表面領域に侵入する。この侵入し
たプラズマ種は、侵入した表面領域に、窒素や酸素など
の不純物が混入しやすい欠陥層などを形成し、これによ
り前記した遷移金属と第2周期元素との化合物からなる
膜と遷移金属からなる膜との界面が不明瞭になってしま
う。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that this phenomenon is caused by the following. That is, when forming a film made of a compound of a transition metal and a second periodic element, for example nitrogen, on the surface of the film made of the transition metal as a cap material, the film made of this compound is used as a gas containing the second periodic element. When it is formed by using, a plasma species composed of an active second period element is generated, and this plasma species penetrates into the surface region of the film composed of the transition metal. This invading plasma species forms a defect layer or the like in which impurities such as nitrogen and oxygen are easily mixed in the invading surface region, whereby a film made of the compound of the transition metal and the second period element and the transition metal are formed. The interface with the film made of is unclear.

【0023】このような膜界面における不明瞭性のため
に、その後の熱処理により前記遷移金属と半導体基板の
構成元素との化合物からなる膜を形成した時、その膜厚
が不均一になったり、膜表面に前記第2周期元素の残留
する領域が形成されたりして、この結果、膜の比抵抗及
びアグロメレ−ションに対する耐熱性が劣化してしまう
ことがわかった。
Due to such ambiguity at the film interface, when a film made of the compound of the transition metal and the constituent element of the semiconductor substrate is formed by the subsequent heat treatment, the film thickness becomes uneven, It has been found that a region where the second periodic element remains is formed on the surface of the film, and as a result, the specific resistance of the film and the heat resistance to agglomeration deteriorate.

【0024】本発明によれば、前記第2周期元素を含む
ガスの該第2周期元素からなるプラズマ種を活性度の低
い状態で形成し、活性なプラズマ種が前記遷移金属から
なる膜の表面領域に侵入することを防止することによ
り、熱処理により形成する遷移金属と半導体基板の構成
元素との化合物からなる膜(第3の膜)の膜厚を均一な
ものとし、かつ膜表面に前記第2周期元素の残留する領
域が形成されることを抑制することができる。この結
果、膜の比抵抗及びアグロメレ−ションに対する耐熱性
を向上させることが可能である。
According to the present invention, the plasma species of the gas containing the second periodic element, the plasma species of the second periodic element is formed in a low activity state, and the active plasma species of the transition metal is the surface of the film. By preventing entry into the region, a film (third film) made of a compound of a transition metal and a constituent element of the semiconductor substrate formed by heat treatment has a uniform film thickness, and the film surface has the above-mentioned first film. It is possible to suppress the formation of a region where the two-period element remains. As a result, it is possible to improve the specific resistance of the film and the heat resistance to agglomeration.

【0025】本発明者等によれば、上記したように第2
周期元素からなるプラズマ種を活性度の低い状態で形成
する場合には、前記遷移金属からなる膜(第1の膜)
の、前記遷移金属と第2周期元素との化合物からなる膜
(第2の膜)と接する界面領域において、前記第2周期
元素の組成比が正規組成比よりも大きくなるように第2
の膜を形成すればよいことを見出だした。
According to the present inventors, as described above, the second
When a plasma species composed of a periodic element is formed in a state of low activity, a film composed of the transition metal (first film)
In the interface region in contact with the film (second film) made of the compound of the transition metal and the second period element, the second ratio element has a composition ratio higher than the normal composition ratio.
It was found that the film of No. 1 should be formed.

【0026】例えば、活性度の低いプラズマ種を形成す
るために、前記第2の膜の成膜の初期段階において、前
記第2周期元素を主成分として含むガスの雰囲気で、第
2の膜の遷移金属からなるタ−ゲットをスパッタリング
することにより第2の膜を形成する場合には、第1の膜
の第2の膜と接する界面領域において、第2周期元素の
組成比が正規組成比よりも大きくなるように第2の膜を
形成すればよいことがわかった。
For example, in order to form a plasma species having a low activity, the second film is formed in an atmosphere of a gas containing the second periodic element as a main component in the initial stage of forming the second film. When the second film is formed by sputtering a transition metal target, in the interface region of the first film in contact with the second film, the composition ratio of the second periodic element is higher than the normal composition ratio. It was found that the second film should be formed so that

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の詳細を、実施例を用いて説明
する。図1は本発明による半導体装置の製造方法の第1
の実施例を説明するための工程断面図である。
EXAMPLES The details of the present invention will be described below with reference to examples. FIG. 1 shows a first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
FIG. 6 is a process sectional view for explaining the example of FIG.

【0028】本実施例はMOSFETを製造する一例を
示すものである。まず、(001)を主面とするn型の
シリコン基板11上に埋め込み法により800nmのフ
ィールド酸化膜12を形成する。この酸化膜に囲まれた
素子領域に、図示せぬ膜厚10nmの酸化膜、不純物を
ド−プした150nmの多結晶シリコン層、150nm
の珪化タングステン(WSi2 )層を順次堆積した後、
これらをエッチングして、ゲ−ト酸化膜13a、多結晶
膜13b、WSi2 膜13cを形成する。この後、図示
せぬ窒化シリコン(SiN)膜を150nmの厚さに堆
積した後、異方性エッチングで加工してゲート部13の
側壁にSiN膜13eを形成する。つぎに10nmのS
iO2 膜16、13dを熱酸化によりSi露出表面上に
形成し、BF2+イオンを35keVで5×1015cm-2
注入した後、N2 雰囲気中でRTA(Rapid Th
ermal Aneal)法による1000℃・20秒
の熱処理を行うことにより約0.1μmの浅いp+ 拡散
層14を形成する(図1(a))。
This embodiment shows an example of manufacturing a MOSFET. First, an 800 nm field oxide film 12 is formed by an embedding method on an n-type silicon substrate 11 whose main surface is (001). In the element region surrounded by this oxide film, an oxide film (not shown) having a film thickness of 10 nm, an impurity-doped polycrystalline silicon layer having a thickness of 150 nm, and a thickness of 150 nm
Of tungsten silicide (WSi 2 ) layers of
These are etched to form a gate oxide film 13a, a polycrystalline film 13b, and a WSi 2 film 13c. Then, a silicon nitride (SiN) film (not shown) is deposited to a thickness of 150 nm and processed by anisotropic etching to form a SiN film 13e on the side wall of the gate portion 13. Next, S of 10 nm
The io 2 films 16 and 13d are formed on the exposed Si surface by thermal oxidation, and BF 2+ ions are applied at 35 keV and 5 × 10 15 cm −2.
After pouring, in a N 2 atmosphere RTA (Rapid Th
The shallow p + diffusion layer 14 having a thickness of about 0.1 μm is formed by performing a heat treatment at 1000 ° C. for 20 seconds by the thermal anneal method (FIG. 1A).

【0029】このあとp+ 拡散層表面上を硫酸と過酸化
水素の混合液でカーボン(C)系の表面汚染を処理した
後、メタル系の汚染を塩酸と過酸化水素の混合液で処理
する。続いてこのp+ 拡散層表面上にできた薄いSiO
2 膜を希弗酸で洗浄剥離後、溶存酸素濃度が10ppb
以下の超純水で流水洗浄する。
Thereafter, the surface of the p + diffusion layer is treated with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to treat the surface contamination of the carbon (C) type, and then the contamination of the metal type is treated with the mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. . Then thin SiO formed on the surface of the p + diffusion layer
Dissolved oxygen concentration is 10 ppb after cleaning and peeling 2 films with diluted hydrofluoric acid.
Wash with running water using the following ultrapure water.

【0030】次に、第2図(a)に示すようなスパッタ
装置を用い、上記の如くp+拡散層14が形成された被
処理基板11とTiターゲット20を対向配置し、Ti
ターゲット20表面をArプラズマでスパッタリングす
ることによって、図1(b)に示すようにp+ 拡散層表
面上に厚さ24nmのTi膜17を堆積する。
Next, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2 (a), the substrate 11 on which the p + diffusion layer 14 has been formed as described above and the Ti target 20 are arranged facing each other, and Ti
By sputtering the surface of the target 20 with Ar plasma, a Ti film 17 having a thickness of 24 nm is deposited on the surface of the p + diffusion layer as shown in FIG.

【0031】続いて、図2(b)に示すようなスパッタ
装置を用い、スパッタチャンバー中に流量40sccm
程度をもって導入したN2 ガスによってたてたプラズマ
でTiタ−ゲット20をスパッタリングする。これによ
って、Tiターゲット表面20に窒化反応をおこし窒化
チタン(TiN)を形成しながら、先のTi膜17表面
に約100nmのTiN膜18を、窒素が正規組成比よ
りも多く含まれるように堆積させる。基板11は約10
0〜300℃に加熱する。続いて連続して、Arガスと
2 ガスの分圧比を調整して、Tiタ−ゲット20をス
パッタリングすることで、さらに化学量論組成比のTi
N膜18を堆積する。また、化学量論組成比をしめすよ
う調整する一例として、Arの流量を20sccm程
度、N2 の流量を20sccm程度と設定する。さら
に、ガス圧力は、各工程を通して10-3〜10-4Tor
rの範囲に設定する(図1(b))。
Then, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2B, a flow rate of 40 sccm is set in the sputtering chamber.
The Ti target 20 is sputtered by plasma generated by N 2 gas introduced with a certain degree. As a result, a TiN film 18 of about 100 nm is deposited on the surface of the Ti film 17 so that nitrogen is contained in an amount higher than the normal composition ratio while forming a titanium nitride (TiN) by nitriding reaction on the Ti target surface 20. Let Substrate 11 is about 10
Heat to 0-300 ° C. Then, the Ti target 20 is sputtered by continuously adjusting the partial pressure ratio of the Ar gas and the N 2 gas.
The N film 18 is deposited. As an example of adjusting the stoichiometric composition ratio, the flow rate of Ar is set to about 20 sccm and the flow rate of N 2 is set to about 20 sccm. Furthermore, the gas pressure is 10 −3 to 10 −4 Tor during each process.
It is set in the range of r (FIG. 1 (b)).

【0032】なお、上記したスパッタリング工程の中
で、被処理基板11は、グランド電位から浮かせた状態
若しくは、スパッタリングで使用するプラズマ電位に近
い電位になるように設定して配置する。
In the above-mentioned sputtering process, the substrate 11 to be processed is placed in a state of being floated from the ground potential or a potential close to the plasma potential used in sputtering.

【0033】この後、Ti膜17及びTiN膜18を窒
素雰囲気中でアニールして、TiSi2 膜19を形成
し、TiN膜18及び未反応Ti膜17をエッチング除
去する(図1(c))。
After that, the Ti film 17 and the TiN film 18 are annealed in a nitrogen atmosphere to form a TiSi 2 film 19, and the TiN film 18 and the unreacted Ti film 17 are removed by etching (FIG. 1C). .

【0034】続いて、層間絶縁膜10を形成した後、T
iSi2 膜19へ通ずるコンタクト孔を開口し、さらに
ソ−ス・ドレイン電極用の配線100を形成して、本実
施例の製造方法によるMOSFETが完成する(図1
(d))。
Subsequently, after forming the interlayer insulating film 10, T
A contact hole leading to the iSi 2 film 19 is opened, and a wiring 100 for a source / drain electrode is formed to complete a MOSFET by the manufacturing method of this embodiment (FIG. 1).
(D)).

【0035】上述の方法で形成したTiSi2 膜19を
評価したところTiSi2 膜19の膜厚が約30nmと
非常に薄いにも拘らず、比抵抗は16μΩcmと理想的な
値と同等の低い値であることが明らかとなった。この結
果従来方法で30nmのTiSi2 膜を形成した場合に
はシート抵抗率は3×10-7Ωmであったのに対し、上
記方法を用いた場合には1.5×10-7Ωmと約1/2
に低減させる事が可能となった。
When the TiSi 2 film 19 formed by the above method was evaluated, the specific resistance was 16 μΩcm, which was a low value equivalent to an ideal value, although the TiSi 2 film 19 had a very thin film thickness of about 30 nm. It became clear that As a result, the sheet resistivity was 3 × 10 −7 Ωm when a 30 nm TiSi 2 film was formed by the conventional method, while it was 1.5 × 10 −7 Ωm when the above method was used. About 1/2
It has become possible to reduce to.

【0036】さらにまた、700〜900℃の温度で熱
処理したTiSi2 膜19のシート抵抗率は、すべての
温度範囲でシート抵抗の上昇が認められなかった。ここ
で、従来技術を用いた場合には750℃を越えた時点か
ら急激な抵抗上昇が生じ、900℃では膜厚が30nm
の膜では9×10-6Ωm以上の高抵抗率を示していた。
つまり50nm以下のTiSi2 膜を形成した場合に、
本実施例の方法によれば理想値と同等の低い比抵抗を実
現できるのと同時に、900℃の高温まで凝集の起こら
ない、耐熱性の高いTiSi2 膜19を形成できる事が
明らかとなった。
Furthermore, regarding the sheet resistivity of the TiSi 2 film 19 heat-treated at a temperature of 700 to 900 ° C., no increase in sheet resistance was observed in all temperature ranges. Here, in the case of using the conventional technique, the resistance suddenly increases from the point of exceeding 750 ° C., and the film thickness is 30 nm at 900 ° C.
The film had a high resistivity of 9 × 10 −6 Ωm or more.
That is, when a TiSi 2 film having a thickness of 50 nm or less is formed,
According to the method of the present embodiment, it has been revealed that a low resistivity equivalent to an ideal value can be realized, and at the same time, a TiSi 2 film 19 having high heat resistance that does not cause aggregation up to a high temperature of 900 ° C. can be formed. .

【0037】以上のような機構を明らかにするために、
上記実施例で形成したTi膜17/TiN膜18の堆積
直後の界面及び熱処理後のTiSi2 膜19/TiN膜
18の界面を断面TEMで観察した。この結果、従来技
術を用いた場合の界面では、TiN膜18堆積時、既に
TiN膜18/Ti膜17の界面が不明瞭になってお
り、Ti膜17側に窒素の侵入がみられ、また、熱処理
によって形成したTiSi2膜19の表面に高濃度の窒
素を含む領域が形成されていた。
In order to clarify the above mechanism,
The interface immediately after the deposition of the Ti film 17 / TiN film 18 and the interface of the TiSi 2 film 19 / TiN film 18 after the heat treatment formed in the above-described examples were observed by a cross-sectional TEM. As a result, at the interface using the conventional technique, the interface of the TiN film 18 / Ti film 17 was already unclear at the time of depositing the TiN film 18, and nitrogen infiltration was observed on the Ti film 17 side. A region containing a high concentration of nitrogen was formed on the surface of the TiSi2 film 19 formed by the heat treatment.

【0038】これに対し、本発明の方法で形成されたT
i膜17/TiN膜18界面、および熱処理後のTiS
2 膜19/TiN膜18の界面は非常に明瞭であっ
た。図3(a)は堆積直後のTi膜17/TiN膜18
堆積直後の組成のプロファイル図であり、Ti膜17/
TiN膜18界面の窒素組成は急峻に形成されているこ
とがわかる。
On the other hand, the T formed by the method of the present invention.
Interface between i film 17 / TiN film 18 and TiS after heat treatment
The interface between the i 2 film 19 and the TiN film 18 was very clear. FIG. 3A shows the Ti film 17 / TiN film 18 immediately after deposition.
FIG. 9 is a profile diagram of the composition immediately after deposition, showing the Ti film 17 /
It can be seen that the nitrogen composition at the interface of the TiN film 18 is formed steeply.

【0039】また、従来方法で形成されたTiSi2
の表面凹凸が、約3〜10nmであるのに対し、本実施
例の方法で得られたTiSi2 膜19の表面凹凸は約2
〜5nm以下に抑えられており、表面モホロジーが向上
しているのが分かった。
The surface roughness of the TiSi 2 film formed by the conventional method is about 3 to 10 nm, while the surface roughness of the TiSi 2 film 19 obtained by the method of this embodiment is about 2 nm.
It was found to be suppressed to -5 nm or less, and the surface morphology was improved.

【0040】さらにまた、断面TEM(Transmi
ssion Electron Microscop
e)観察、XRD(X−Ray Diffractio
n)測定を行った結果では、本実施例の方法によるとT
iSi2 膜19の結晶粒径及び相に関して有意な差は認
められなかった。即ち、従来方法によってTiSi2
を形成した場合には、TiN膜堆積時にTi膜側に窒素
が侵入し、TiN/Ti膜界面に窒素濃度が不均一な領
域が形成され、このためTiSi2 膜形成時に下地Si
からの供給が不均一になり、TiSi2 膜表面に局部的
凹凸が生じていた。この局部的凹凸は凝集をおこりやす
くし、また、TiSi2 膜の膜厚が30nm近傍の際の
比抵抗の上昇をもたらす。本実施例の方法によると、T
iN膜18堆積時に急峻なTiN膜18/Ti膜17の
界面を形成でき、かつ、TiN膜18堆積時にTi膜1
7側への窒素の侵入もないため、上記の要因を排除で
き、結晶粒界及び相の差のない、良好な膜が得られたと
思われる。
Furthermore, a sectional TEM (Transmi
ssion Electron Microscop
e) Observation, XRD (X-Ray Diffratio)
n) According to the result of the measurement, according to the method of this embodiment, T
No significant difference was observed in the crystal grain size and phase of the iSi 2 film 19. That is, in the case of forming the TiSi 2 film by conventional methods, nitrogen penetrates into the Ti film side during the TiN film deposition, the nitrogen concentration in the TiN / Ti film interface uneven region is formed, Therefore TiSi 2 film Base Si during formation
The non-uniform supply was caused, and local unevenness was generated on the surface of the TiSi 2 film. The local irregularities easily cause aggregation and also increase the specific resistance when the thickness of the TiSi 2 film is around 30 nm. According to the method of this embodiment, T
A steep TiN film 18 / Ti film 17 interface can be formed during the deposition of the iN film 18, and the Ti film 1 can be formed during the deposition of the TiN film 18.
Since there is no invasion of nitrogen into the 7 side, it is considered that the above factors could be eliminated, and that a good film having no grain boundary and no phase difference could be obtained.

【0041】このメカニズムをさらに考察した結果、以
下の事が明らかとなった。すなわち、従来の方法ではT
iターゲットをN2 とArの混合ガスのプラズマでスパ
ッタリングするため、N2 の第1イオン化エネルギーよ
り高く、電離効率の高いArによってN2 が過剰に活性
化する。結果としてプラズマ密度が上がり、すでに堆積
されているTi膜が活性かつ高密度なプラズマ中に晒さ
れるために、TiN膜堆積初期の段階で、TiN/Ti
膜界面のTi膜側に窒素の侵入領域を形成し、TiN/
Ti膜界面を不明瞭にしていた。
As a result of further consideration of this mechanism, the following facts have become clear. That is, in the conventional method, T
for the i target sputtering by plasma of a mixed gas of N 2 and Ar, higher than the first ionization energy of N 2, N 2 is excessively activated by high ionization efficiency Ar. As a result, the plasma density is increased, and the Ti film that has already been deposited is exposed to the active and high-density plasma.
A nitrogen intrusion region is formed on the Ti film side of the film interface, and TiN /
The Ti film interface was obscured.

【0042】又、Arの第1イオン化エネルギーとN2
の第1イオン化エネルギーの差は、窒素のプラズマ種の
運動エネルギーを増加させ、同様にTi膜側への窒素の
侵入を促進させていた。
The first ionization energy of Ar and N 2
The difference in the first ionization energy of 1 increased the kinetic energy of the plasma species of nitrogen, and similarly promoted the invasion of nitrogen to the Ti film side.

【0043】更に、窒素分圧が低くなるとプラズマ中で
の窒素のプラズマ種の平均自由工程が長くなり、基板表
面へ到達する確率が高くなり、窒素の入り込む頻度も上
昇すると考えられる。
Further, it is considered that when the nitrogen partial pressure becomes low, the mean free path of the plasma species of nitrogen in the plasma becomes long, the probability of reaching the substrate surface becomes high, and the frequency of nitrogen intrusion also increases.

【0044】これらの過程による窒素の侵入領域がTi
Si2 膜を熱処理によって形成する際に、不均一なシリ
サイデーションを起こし、TiSi2 膜表面に局部的凹
凸を生じ、窒素がTiSi2 膜表面中に取り込まれる。
The area where nitrogen penetrates by these processes is Ti
In forming by heat treatment the Si 2 film, cause uneven silicidation results in localized irregularities on TiSi 2 film surface, the nitrogen is incorporated into TiSi 2 film surface.

【0045】これに対し本実施例の方法では、まず窒素
ガスによってプラズマをたて、従来方法よりも低密度で
あり、活性な窒素が少なく、運動エネルギーが低い窒素
プラズマを用いることで、Ti膜17の表面に窒素の侵
入領域が形成されるのを防ぎ、Ti膜17/TiN膜1
8界面を急峻に形成できる。さらにこの後、図3(a)
に示すように所望の膜厚で、化学量論組成比のTiNを
先に堆積したN2 過剰のTiN膜に連続して堆積するの
で、シリサイデーション時にTiN膜中の余剰窒素がT
i膜17側へ内方拡散するのを最小限に抑えられる。
On the other hand, in the method of the present embodiment, the Ti film is first formed by using plasma of nitrogen gas, which has a lower density, less active nitrogen, and lower kinetic energy than the conventional method. The formation of a nitrogen invasion region on the surface of 17 is prevented, and the Ti film 17 / TiN film 1 is formed.
8 interfaces can be formed steeply. Further after this, FIG.
As shown in FIG. 3, since TiN having a desired film thickness and a stoichiometric composition ratio is continuously deposited on the previously deposited N 2 excess TiN film, excess nitrogen in the TiN film is reduced to T
Inward diffusion to the i film 17 side can be suppressed to the minimum.

【0046】また、TiSi2 膜の表面モホロジーを改
善するためには、第1にスパッタ時のTi膜側への窒素
の侵入を防ぎ、Ti/TiN界面を急峻に形成する事、
第2に、TiN膜中からの余剰窒素の内方拡散を防ぐ事
が重要である。しかし、Tiターゲット表面のN2 を含
むガスを用いてたてたプラズマによるスパッタリングに
よってTiN膜を形成する場合に、Tiと反応しないガ
スとしてArを用いた場合、先に述べた理由により、活
性な窒素がTi膜中へ侵入してしまう。本実施例ではT
i膜17を堆積した後、TiN膜18を堆積初期の段階
においてArを用いずに堆積することにより、窒素組成
の比が化学量論組成比よりも大きくなる状態で急峻な界
面を形成し、さらに化学量論組成比のTiN膜18を続
けて堆積した。この方法によって、上記した問題を解決
した。またTi膜17/TiN膜18堆積時にTi膜1
7中への窒素の侵入領域が形成されず、Ti膜17の実
効膜厚の減少も防ぐことができ、均一な薄膜TiSi2
19を所望の膜厚で再現性よく得る事もできる。そのた
め、比抵抗を減少させることができ、拡散層表面のシー
ト抵抗率を低減できると思われる。
In order to improve the surface morphology of the TiSi 2 film, first, it is necessary to prevent nitrogen from entering the Ti film side during sputtering and form the Ti / TiN interface sharply.
Secondly, it is important to prevent the inward diffusion of excess nitrogen from the TiN film. However, when a TiN film is formed by sputtering with plasma generated by using a gas containing N 2 on the Ti target surface, when Ar is used as a gas that does not react with Ti, it is active because of the reason described above. Nitrogen penetrates into the Ti film. In this embodiment, T
After the i film 17 is deposited, the TiN film 18 is deposited without using Ar at the initial stage of deposition to form a steep interface in a state where the nitrogen composition ratio is higher than the stoichiometric composition ratio, Further, a TiN film 18 having a stoichiometric composition ratio was continuously deposited. This method solves the above-mentioned problems. Further, when the Ti film 17 / TiN film 18 is deposited, the Ti film 1
The area where nitrogen penetrates into 7 is not formed, and the reduction of the effective film thickness of the Ti film 17 can be prevented, and a uniform thin film TiSi 2
19 can be obtained with a desired film thickness with good reproducibility. Therefore, it is considered that the specific resistance can be reduced and the sheet resistivity on the surface of the diffusion layer can be reduced.

【0047】次に本発明の第2の実施例を図4を参照し
つつ説明する。まず、(001)を主面とするn型のシ
リコン基板41上に埋め込み法により800nmのフィ
ールド酸化膜42を形成する。この酸化膜に囲まれた素
子領域に図示せぬ膜厚10nmの酸化膜、150nmの
不純物を含有した多結晶シリコン層、及び150nmの
珪化タングステン(WSi2 )層を順次堆積した後、こ
れらゲート形状にエッチングしゲ−ト部43を設ける。
この後SiN膜を150nmの厚さに堆積し、異方性エ
ッチングで加工してゲートの側壁にSiN膜43eを形
成する。つぎに10nmのSiO2 膜46、43dをS
i露出表面上に形成した後、BF2+イオンを35keV
で5×1015cm-2注入し、N2 雰囲気中で1000℃
・20秒の熱処理を加えることにより約0.1μmの浅
いp+ 拡散層44を形成した(図4(a))。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an 800 nm field oxide film 42 is formed by an embedding method on an n-type silicon substrate 41 whose main surface is (001). An oxide film (not shown) having a film thickness of 10 nm, a polycrystalline silicon layer containing impurities of 150 nm, and a tungsten silicide (WSi 2 ) layer of 150 nm (not shown) are sequentially deposited in the element region surrounded by the oxide film, and then these gate shapes are formed. Then, the gate portion 43 is provided by etching.
Then, a SiN film is deposited to a thickness of 150 nm and processed by anisotropic etching to form a SiN film 43e on the side wall of the gate. Next, a 10 nm SiO 2 film 46, 43d is formed on the S
After forming on the exposed surface, BF 2+ ions are added at 35 keV
5 × 10 15 cm -2 at 1000 ° C in N 2 atmosphere
A shallow p + diffusion layer 44 of about 0.1 μm was formed by applying a heat treatment for 20 seconds (FIG. 4A).

【0048】このあとp+ 拡散層44の表面を硫酸と過
酸化水素の混合液でカーボン(C)系の表面汚染を処理
した後、メタル系の汚染を塩酸と過酸化水素の混合液で
処理する。さらにp+ 拡散層44の表面にできた薄いS
iO2 膜を希弗酸で洗浄剥離後、溶存酸素濃度が10p
pb以下の超純水で流水洗浄する。
After that, the surface of the p + diffusion layer 44 is treated with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to treat carbon (C) -based surface contamination, and then the metallic contamination is treated with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. To do. Furthermore, a thin S formed on the surface of the p + diffusion layer 44
After removing the iO 2 film by washing with diluted hydrofluoric acid, the dissolved oxygen concentration is 10p
Wash with running water with ultrapure water of pb or less.

【0049】次いで、図2(a)に示すようなスパッタ
装置を用い、第1の実施例と同用に被処理基板41とT
iターゲット20を対向配置し、Tiターゲット表面を
Arガスでたてたプラズマでスパッタリングすることに
よって、p+ 拡散層44の表面に厚さ18nmのTi膜
47を堆積する。
Then, using the sputtering apparatus as shown in FIG. 2A, the substrate 41 to be treated and the substrate to be processed T were used in the same manner as in the first embodiment.
The i target 20 is arranged oppositely, and the Ti target surface is sputtered with plasma generated by Ar gas to deposit a 18 nm-thick Ti film 47 on the surface of the p + diffusion layer 44.

【0050】続いて、図2(b)に示すようなスパッタ
装置を用い、流量を40sccm程度のN2 ガスをスパ
ッタチャンバー中に導入してプラズマをたて、このプラ
ズマでTiターゲット20の表面をプラズマでスパッタ
リングすることによって、Tiターゲット20表面での
窒化反応によりTiNを形成しながら、先のTi膜47
の表面上に膜厚約10nmの第1のTiN膜48aを堆
積する。
Then, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2B, N 2 gas having a flow rate of about 40 sccm was introduced into the sputtering chamber to generate plasma, and the plasma was applied to the surface of the Ti target 20. By sputtering with plasma, TiN is formed by the nitriding reaction on the surface of the Ti target 20, while the Ti film 47 is formed.
A first TiN film 48a having a film thickness of about 10 nm is deposited on the surface of the.

【0051】続いて、連続して図2(b)のスパッタ装
置を用い、N2 とArの混合ガスによるプラズマでTi
ターゲットをスパッタリングすることによって、第1の
TiN膜48aの表面上に第2のTiN膜48bを約5
nmの厚さに堆積する。この混合ガスは正規組成よりも
窒素の組成が少なくなるようにN2 の流量を1〜14s
ccmの範囲とし、Arの流量をこのN2 の流量と合わ
せて40sccmとなるように調節する。
Then, the sputtering apparatus of FIG. 2 (b) is continuously used to perform Ti by plasma with a mixed gas of N 2 and Ar.
By sputtering the target, a second TiN film 48b is formed on the surface of the first TiN film 48a by about 5 times.
Deposit to a thickness of nm. This mixed gas has a flow rate of N 2 of 1 to 14 s so that the composition of nitrogen is less than the normal composition.
The flow rate of Ar is adjusted to be 40 sccm together with the flow rate of N 2 within a range of ccm.

【0052】さらに同様に、図2(b)のスパッタ装置
を用い、Tiターゲット20表面を、形成されるTiN
膜組成が1:1の化学量論組成比になるように流量を共
に200sccmに調節したN2 とArの混合ガスによ
るプラズマでスパッタリングし、Tiターゲット20表
面で窒化反応をおこしてTiNを形成しながら、第2の
TiN膜48bの表面上に第3のTiN膜48cを約6
0nmの厚さに堆積させる。
Similarly, the surface of the Ti target 20 is formed on the surface of the TiN formed by using the sputtering apparatus of FIG.
Sputtering was performed by plasma with a mixed gas of N 2 and Ar whose flow rates were both adjusted to 200 sccm so that the film composition had a stoichiometric composition ratio of 1: 1 and a nitriding reaction was caused on the surface of the Ti target 20 to form TiN. However, the third TiN film 48c is formed on the surface of the second TiN film 48b by about 6 times.
Deposit to a thickness of 0 nm.

【0053】また、チャンバ−中の圧力は、10-3〜1
-4Torrとする(図4(b))。ここで、これらの
スパッタ工程で、被処理基板41は、グランド電位から
浮かせた状態、若しくは、スパッタリングで使用するプ
ラズマ電位に近い電位になるように正の電位に設定して
配置する。
The pressure in the chamber is 10 -3 to 1
It is set to 0 −4 Torr (FIG. 4B). Here, in these sputtering steps, the substrate 41 to be processed is placed in a state of being floated from the ground potential or set to a positive potential so as to be a potential close to the plasma potential used in sputtering.

【0054】次にN2 雰囲気中で750℃、30分間の
熱処理をおこない、TiSi2 膜49を形成した後、T
iN膜48a,b,c、及び未反応Ti47を除去し、
第1の実施例と同様に層間絶縁膜、ソ−ス・ドレイン電
極用の配線を形成し、本実施例の製造方法によるMOS
FETが完成する。
Next, heat treatment is performed in an N 2 atmosphere at 750 ° C. for 30 minutes to form a TiSi 2 film 49, and then T
iN films 48a, b, c and unreacted Ti 47 are removed,
Similar to the first embodiment, the interlayer insulating film and the wiring for the source / drain electrodes are formed, and the MOS according to the manufacturing method of the present embodiment is formed.
The FET is completed.

【0055】上記した方法で形成したTiSi2 膜49
を評価したところTiSi2 膜49の膜厚が約30nm
と非常に薄いにも拘らず第1の実施例と同様、比抵抗は
16μΩcmとなり理想的な値と同等の低い値であること
が明らかとなった。
TiSi 2 film 49 formed by the above method
Was evaluated, the TiSi 2 film 49 had a thickness of about 30 nm.
Although it was extremely thin, it was revealed that the specific resistance was 16 μΩcm, which was a low value equivalent to the ideal value, as in the first embodiment.

【0056】本実施例では、第一の実施例と同様、N2
ガスのみでたてたプラズマでスパッタリングする事によ
って、従来方法よりも低密度で、活性な窒素の少ない窒
素プラズマを用い、Ti膜47の表面に窒素が侵入する
のを防ぎ、Ti/TiN膜界面を明瞭に形成できる。ま
た、TiN48aを堆積する際に加熱することによっ
て、Ti膜47に浸入する余剰窒素を脱離させるため、
シリサイデーション時にTiN膜48中の余剰窒素がT
i膜47側へ内方拡散することを最小限に防止出来る。
結果として、TiN膜48堆積時及びシリサイデーショ
ン時のTi膜47の膜厚の実効的減少を防ぐことが出
来、所望のTiSi2 膜49の膜厚を得られるととも
に、TiSi2 膜49の表面モホロジーが良好になる。
またTi膜中に窒素が侵入した結果として従来存在して
いたTiSi2 膜表面の不純物窒素や、TiN粒、及び
欠陥の多い領域が生じず、このような領域への酸素の混
入や、酸化を防げるため、TiSi2 膜の比抵抗が低減
でき、耐熱性も向上する。
In this embodiment, as in the first embodiment, N 2
By sputtering with plasma created by only gas, nitrogen plasma having a lower density and less active nitrogen than the conventional method is used, nitrogen is prevented from entering the surface of the Ti film 47, and a Ti / TiN film interface is formed. Can be clearly formed. Further, by heating the TiN 48a when it is deposited, the excess nitrogen that enters the Ti film 47 is desorbed.
Excess nitrogen in the TiN film 48 during the silicidation is T
Inward diffusion to the i film 47 side can be prevented to a minimum.
As a result, it is possible to prevent the effective reduction of the thickness of the Ti film 47 during the TiN film 48 is deposited and silicidation at, with the resulting thickness of the desired TiSi 2 film 49, the surface of the TiSi 2 film 49 Good morphology.
Further, as a result of nitrogen invading into the Ti film, impurity nitrogen on the surface of the TiSi 2 film, a TiN grain, and a region having many defects that did not exist conventionally do not occur, so that oxygen is not mixed into such a region or oxidation occurs. Since this can be prevented, the specific resistance of the TiSi 2 film can be reduced and the heat resistance can be improved.

【0057】更に、凝集の開始温度も第1の実施例の場
合と同様に従来技術に比べて50℃以上向上することが
確認された。このように、第2の実施例の方法によりS
i基板41の表面に良好なTiSi2 膜49が形成でき
る機構は以下のように説明できる。
Further, it was confirmed that the starting temperature of aggregation is improved by 50 ° C. or more as compared with the prior art as in the case of the first embodiment. Thus, according to the method of the second embodiment, S
The mechanism by which a good TiSi 2 film 49 can be formed on the surface of the i substrate 41 can be explained as follows.

【0058】第1の機構としては、キャップ材として用
いる第1のTiN膜48a中に存在する余剰窒素を外方
拡散させる第2のTiN膜48bを、第1のTiN膜4
8aに連続して形成する事によって窒素のTi膜47へ
の内方拡散を防いだ事にある。
As the first mechanism, the second TiN film 48b for diffusing the excess nitrogen existing in the first TiN film 48a used as the cap material to the outside is used as the first TiN film 4a.
It is because nitrogen is prevented from inwardly diffusing into the Ti film 47 by being formed continuously in 8a.

【0059】つまり、TiN膜48堆積初期にN2 ガス
のみでスパッタリングを行うことによって、TiN/T
i膜の界面に窒素余剰の領域を形成し、この界面を急峻
に形成する。この結果、窒素のTi膜側への拡散が問題
となる事がある。しかし、図3(b)に示すようにTi
N膜48aの直上に正規組成よりもTi組成の多いTi
N膜48bを堆積する事によって、TiN膜48a中の
余剰窒素を外方拡散させる層を積極的に形成し、Si基
板上に堆積したTi膜47への窒素の内方拡散を減少さ
せることができ、従ってTi膜厚を減少させるのを防ぐ
ことができる。
That is, TiN / T is formed by performing sputtering with N 2 gas only at the initial stage of depositing the TiN film 48.
A surplus nitrogen region is formed at the interface of the i film, and this interface is formed steeply. As a result, the diffusion of nitrogen to the Ti film side may become a problem. However, as shown in FIG.
Immediately above the N film 48a, Ti having a higher Ti composition than the normal composition
By depositing the N film 48b, a layer for outwardly diffusing the excess nitrogen in the TiN film 48a is positively formed, and the inward diffusion of nitrogen to the Ti film 47 deposited on the Si substrate can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the Ti film thickness from decreasing.

【0060】第2の機構としては第一の実施例の場合と
同様に、第1のTiN膜48aの堆積の際Ti膜47の
内部に活性な窒素が侵入することを防ぎ、TiN膜48
a/Ti膜47界面の第1のTiN膜48a側に余剰窒
素領域を形成するため、TiN膜48a/Ti膜47界
面を明瞭にすることにある。その結果としてTiSi2
膜49の表面モホロジーが荒れるのを防ぐとともに、窒
素が一部TiSi2 膜49の表面に取り込まれるのを防
ぐことによって、凝集の開始温度を向上することでき、
また比抵抗を低減し、拡散層表面のシート抵抗を減少す
る事ができる。
As a second mechanism, as in the case of the first embodiment, when the first TiN film 48a is deposited, active nitrogen is prevented from entering the inside of the Ti film 47, and the TiN film 48 is prevented.
Since the surplus nitrogen region is formed on the first TiN film 48a side of the a / Ti film 47 interface, the TiN film 48a / Ti film 47 interface is to be made clear. As a result, TiSi 2
By preventing the surface morphology of the film 49 from becoming rough and by preventing nitrogen from being partly taken into the surface of the TiSi 2 film 49, the start temperature of aggregation can be improved,
Further, the specific resistance can be reduced and the sheet resistance on the surface of the diffusion layer can be reduced.

【0061】更に、エネルギーを持った活性な窒素を発
生させずスパッタリングすることでTiの表面付近の結
合を切ることなく、格子欠陥を生じさせず、その後の熱
処理の際の、Ti膜47/TiN膜48a界面での不均
一な窒化や過剰な窒素の取り込みを抑制する。ここで、
TiSi2 膜49に取り込まれた窒素は、原子半径が
1.71A(オングストロ−ム)でありTi(0.68
A)や、Si(0.41A)に対して大きいため、Ti
Si2 膜49の格子間や格子欠陥に取り込まれることに
よって、局所的な歪を導入し、電子の拡散抵抗を増大さ
せる。これは、Nの原子半径が大きいために単純に散乱
断面積が増えるためと、TiSi2 膜の格子の周期的ポ
テンシャルが歪むための2つの要因による。ここで、T
iNとして、TiSi2 膜中に分布した場合も、窒素と
同様の影響を及ぼす。 ここで、第1のTiN膜48a
と第2のTiN膜48b膜の組成、膜厚の関係は図3
(b)に示すように、第1のTiN膜48a中の余剰窒
素(1)を第2のTiN膜48bの余剰Ti(2)で消
費しうる関係、即ち窒素余剰のTiN膜48aとTi余
剰のTiN膜48b膜を平均した組成は、正規組成に一
致するように構成してある。
Furthermore, by sputtering without generating active nitrogen having energy, the bonds near the surface of Ti are not broken, lattice defects are not generated, and Ti film 47 / TiN at the time of the subsequent heat treatment. It suppresses uneven nitriding and excessive incorporation of nitrogen at the interface of the film 48a. here,
Nitrogen taken into the TiSi 2 film 49 has an atomic radius of 1.71 A (angstrom) and Ti (0.68 A).
A) and Si (0.41A), so Ti
It is introduced into the inter-lattice or lattice defects of the Si 2 film 49 to introduce local strain and increase the electron diffusion resistance. This is due to two factors, namely, the scattering cross section simply increases due to the large atomic radius of N, and the periodic potential of the lattice of the TiSi 2 film is distorted. Where T
When iN is distributed in the TiSi 2 film, it has the same effect as nitrogen. Here, the first TiN film 48a
FIG. 3 shows the relationship between the composition and film thickness of the second TiN film 48b and the second TiN film 48b.
As shown in (b), the excess nitrogen (1) in the first TiN film 48a can be consumed by the excess Ti (2) of the second TiN film 48b, that is, the excess nitrogen TiN film 48a and the excess TiN film 48a. The average composition of the TiN film 48b is formed to match the normal composition.

【0062】更に本発明の第3の実施例を図4を参照し
つつ説明する。まず、(001)を主面とするn型のシ
リコン基板41上に埋め込み法により800nmのフィ
ールド酸化膜42を形成する。この酸化膜42に囲まれ
た素子領域に10nmのゲート酸化膜43a、150n
mのドープした多結晶シリコン膜43b、150nmの
珪化タングステン(WSi2 )膜43cからなるゲート
部13を形成する。この後SiN膜を150nmの厚さ
に堆積した後、異方性エッチングで加工してゲート部1
3の側壁にSiN膜43eを形成する。つぎに10nm
のSiO2 膜46をSi露出表面上に形成した後BF2+
イオンを35keVで5×1015cm-2注入し、N2
囲気中で1000℃・20秒の熱処理を加えることによ
り約0.1μmの浅いp+ 拡散層44を形成した(図1
(a))。
Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an 800 nm field oxide film 42 is formed by an embedding method on an n-type silicon substrate 41 whose main surface is (001). In the element region surrounded by the oxide film 42, 10 nm gate oxide films 43a and 150n are formed.
A gate portion 13 composed of a doped polycrystalline silicon film 43b of m and a tungsten silicide (WSi 2 ) film 43c of 150 nm is formed. After that, a SiN film is deposited to a thickness of 150 nm and processed by anisotropic etching to form the gate portion 1.
A SiN film 43e is formed on the side wall of No. 3. Then 10 nm
After forming the SiO 2 film 46 of BF 2+ on the exposed surface of Si,
Ions were implanted at 35 keV at 5 × 10 15 cm -2 and heat-treated at 1000 ° C. for 20 seconds in an N 2 atmosphere to form a shallow p + diffusion layer 44 of about 0.1 μm (FIG. 1).
(A)).

【0063】このあとp+ 拡散層44の表面上を硫酸と
過酸化水素の混合液でカーボン(C)系の表面汚染を処
理した後、メタル系の汚染を塩酸と過酸化水素の混合液
で処理する。その後このp+ 拡散層44の表面上にでき
た薄いSiO2 膜を希弗酸で洗浄剥離後、溶存酸素濃度
が10ppb以下の超純水で流水洗浄する。
After that, the surface of the p + diffusion layer 44 is treated with carbon (C) based surface contamination with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then metal based contamination is treated with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. To process. Thereafter, the thin SiO 2 film formed on the surface of the p + diffusion layer 44 is washed and stripped with dilute hydrofluoric acid, and then washed with running pure water having a dissolved oxygen concentration of 10 ppb or less.

【0064】次いで、図2(a)に示すようなスパッタ
装置を用い、被処理基板41とTiターゲット20を対
向配置し、Tiターゲット20表面を30〜45scc
mの範囲のArガスでたてたプラズマでスパッタリング
することによって、図4(b)に示すようにp+ 拡散層
44の表面に厚さ18nmのTi膜47を堆積する。続
いて、図2(b)に示すようなスパッタ装置を用い、T
iターゲット20表面をN2 ガスを例えば40sccm
程度にスパッタチャンバー中に導入し、たてたプラズマ
でスパッタリングすることによって、Tiターゲット2
0表面の窒化反応によりTiNを形成しながら、先のT
i膜47の表面にまず第1のTiN膜48aを約10n
mの厚さに堆積させる(図4(b))。
Next, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2A, the substrate 41 to be processed and the Ti target 20 are arranged facing each other, and the surface of the Ti target 20 is 30 to 45 sccc.
As shown in FIG. 4B, a Ti film 47 having a thickness of 18 nm is deposited on the surface of the p + diffusion layer 44 by sputtering the plasma generated with Ar gas in the range of m. Then, using a sputtering apparatus as shown in FIG.
The surface of the i target 20 is filled with N 2 gas, for example, 40 sccm.
The Ti target 2 by introducing it into the sputtering chamber and sputtering it with the newly formed plasma.
While forming TiN by the nitriding reaction on the 0 surface,
First, a first TiN film 48a is formed on the surface of the i film 47 by about 10n.
It is deposited to a thickness of m (FIG. 4 (b)).

【0065】次に、再度、図2(a)に示すような、ス
パッタ装置を用いて、30〜45sccmの範囲のAr
ガスのプラズマでTiターゲット20をスパッタリング
することによって、第1のTiN膜48aの表面に第2
のTi膜48b´を約5nmの厚さに堆積させる。
Next, again using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2A, Ar in the range of 30 to 45 sccm is used.
By sputtering the Ti target 20 with gas plasma, a second TiN film 48a is formed on the surface of the first TiN film 48a.
A Ti film 48b 'is deposited to a thickness of about 5 nm.

【0066】最後にまた図2(b)のスパッタ装置を用
いてTiターゲット20の表面を、形成されるTiN膜
組成が1:1の化学量論組成比になるよう流量をそれぞ
れ20sccm程度に調節したN2 とArの混合ガスに
よるプラズマでスパッタリングすることによって、Ti
ターゲット20の表面の窒化反応によりTiNを形成し
ながら、第2のTiN膜48bの表面にTiN膜48c
を約60nmの厚さに堆積させる(図4(b))。これ
らのスパッタ工程の中で、混合ガスに加圧する圧力は1
-3〜10-4Torrの範囲とし、被処理基板41は、
グランド電位から浮かせた状態、若しくはスパッタリン
グの際に使用するプラズマ電位に近い電位になるように
設定して配置する。
Finally, the flow rate is adjusted to about 20 sccm on the surface of the Ti target 20 by using the sputtering apparatus of FIG. 2B so that the composition of the TiN film to be formed has a stoichiometric composition ratio of 1: 1. By sputtering with plasma using a mixed gas of N 2 and Ar
While forming TiN by the nitriding reaction on the surface of the target 20, the TiN film 48c is formed on the surface of the second TiN film 48b.
Is deposited to a thickness of about 60 nm (FIG. 4 (b)). In these sputtering steps, the pressure applied to the mixed gas is 1
The substrate 41 to be processed has a range of 0 −3 to 10 −4 Torr.
It is set so as to be floated from the ground potential or set to a potential close to the plasma potential used during sputtering.

【0067】続いてN2 雰囲気中で750℃・30分間
の熱処理をおこない、TiSi2 膜49を形成する(図
4(c))。この後TiN膜48a,c、Ti膜48b
´、及び未反応Ti47aを除去し、前記した実施例と
同様に層間絶縁膜、ソ−ス・ドレイン電極用の配線を形
成し、本実施例の製造方法によるMOSFETが完成す
る(図4(d))。
Subsequently, heat treatment is performed at 750 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere to form a TiSi 2 film 49 (FIG. 4C). After that, TiN films 48a and 48c, Ti film 48b
'And unreacted Ti 47a are removed, an interlayer insulating film and wirings for source / drain electrodes are formed in the same manner as in the above-described embodiment, and the MOSFET by the manufacturing method of this embodiment is completed (FIG. 4 (d). )).

【0068】ここで、第1のTiN膜48aと第2のT
i膜48b´は図3(c)にあるように、第1のTiN
膜48a中の余剰窒素(1)を第2のTi膜層48b´
のTi(2)で消費し得るような構成、即ち窒素余剰の
TiN膜48aとTi膜48b´を平均した組成は、正
規組成に一致するように形成する。
Here, the first TiN film 48a and the second TIN film 48a
As shown in FIG. 3C, the i film 48b 'is formed of the first TiN film.
Excess nitrogen (1) in the film 48a is replaced with the second Ti film layer 48b '.
Of Ti (2), that is, a composition obtained by averaging the nitrogen surplus TiN film 48a and the Ti film 48b 'is formed so as to match the normal composition.

【0069】このTiSi2 膜49の比抵抗を評価した
結果、第一、第二の実施例の場合と同様に約16μΩcm
の理想的な値にほぼ一致する膜である事が確認された。
また、このようにして形成したTi/TiN膜の堆積直
後の界面及び熱処理後のTiSi2 膜49/TiN膜4
8の界面を断面TEMで観察した結果、従来技術を用い
た場合の界面では、TiSi2 面に高濃度の窒素を含
む領域が形成されるため界面は不明瞭であったのに対
し、本発明の方法で形成されたTi/TiN膜界面およ
び熱処理後のTiSi2 膜49/TiN膜48界面は非
常に急峻であった。また、本実施例の方法で形成された
TiSi2 膜49の表面は滑らかであった。更に、アグ
ロメレーションに対する耐熱性も第一、第二の実施例方
法の場合と同様に従来技術に比べて50℃以上向上する
ことが確認された。
As a result of evaluating the specific resistance of the TiSi 2 film 49, about 16 μΩcm was obtained as in the case of the first and second embodiments.
It was confirmed that the film was almost in agreement with the ideal value of.
Further, the interface just after the deposition of the Ti / TiN film thus formed and the TiSi 2 film 49 / TiN film 4 after the heat treatment are performed.
As a result of observing the interface of No. 8 with a cross-sectional TEM, the interface using the conventional technique was unclear because a region containing a high concentration of nitrogen was formed on the TiSi 2 surface. The Ti / TiN film interface formed by the above method and the TiSi 2 film 49 / TiN film 48 interface after the heat treatment were very steep. The surface of the TiSi 2 film 49 formed by the method of this example was smooth. Furthermore, it was confirmed that the heat resistance to agglomeration is improved by 50 ° C. or more as compared with the prior art as in the case of the first and second embodiment methods.

【0070】なお、上記の実施例で述べた、Ti膜48
b´の堆積については、Arに限らず、窒素を含まな
い、Tiに対して不活性なガスをスパッタチャンバー中
に導入しスパッタリングする事でも、同様の効果が得ら
れる。
The Ti film 48 described in the above embodiment is used.
The deposition of b ′ is not limited to Ar, but the same effect can be obtained by introducing a gas that does not contain nitrogen and is inert to Ti into the sputtering chamber and perform sputtering.

【0071】つぎに、本発明の第4の実施例について図
1を参照して説明する。まず、(001)を主面とする
n型のシリコン基板11上に埋め込み法により800n
mのフィールド酸化膜12を形成する。この酸化膜に囲
まれた素子領域に10nmの酸化膜、150nmのドー
プした多結晶シリコン層、150nmの珪化タングステ
ン(WSi2 )層を順次堆積した後、これらをエッチン
グでゲート形状に加工してゲ−ト部13を形成する。こ
の後SiN膜を150nmの厚さに堆積した後、異方性
エッチングで加工してゲートの側壁にSiN膜13eを
形成する。つぎに10nmのSiO2 膜16をSi露出
表面上に形成した後BF2+イオンを35keVで5×1
15cm-2注入し、N2 雰囲気中で1000℃・20秒
の熱処理を加えることにより約0.1μmの浅いp+
散層14を形成する(図1(a))。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, 800 n is formed on the n-type silicon substrate 11 whose main surface is (001) by an embedding method.
m field oxide film 12 is formed. A 10 nm oxide film, a 150 nm doped polycrystalline silicon layer, and a 150 nm tungsten silicide (WSi 2 ) layer are sequentially deposited in an element region surrounded by this oxide film, and then these are processed into a gate shape by etching. Forming the tongue 13; After that, a SiN film is deposited to a thickness of 150 nm and then processed by anisotropic etching to form a SiN film 13e on the side wall of the gate. Next, a 10 nm SiO 2 film 16 is formed on the exposed Si surface, and BF 2+ ions are applied at 5 × 1 at 35 keV.
0 15 cm -2 was implanted to form a shallow p + diffusion layer 14 of about 0.1μm by the heat treatment of 1000 ° C. · 20 seconds in an N 2 atmosphere (Figure 1 (a)).

【0072】次に、第2図(a)に示すようなスパッタ
装置を用い、被処理基板11とTiターゲット20を対
向配置し、Tiターゲット20表面を30〜45scc
mの範囲のArガスまたは、その他の不活性ガスでたて
たプラズマでスパッタリングすることによって、図1
(b)に示すようにp+ 拡散層14の表面に厚さ15n
mのTi膜17を堆積する。
Next, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2A, the substrate 11 to be processed and the Ti target 20 are arranged so as to face each other, and the surface of the Ti target 20 is 30 to 45 scc.
By sputtering with a plasma created by Ar gas in the range of m or other inert gas, FIG.
As shown in (b), the surface of the p + diffusion layer 14 has a thickness of 15 n.
m Ti film 17 is deposited.

【0073】続いて、図2(b)に示すようなスパッタ
装置を用い、N2 ガスの第1イオン化エネルギー14.
534eVよりも低いイオン化エネルギーをもち、なお
かつTiターゲット20と化学反応をおこさない、Ti
ターゲットに対して不活性なガス、例えば、Kr(1
3.999eV)、Xe(12.130eV)とN2
混合ガスをスパッタチャンバー中に導入する。この混合
ガスによってたてたプラズマでスパッタリングすること
によって、Tiターゲット20表面で窒化反応をおこし
TiNを形成しながら、先のTi膜17の表面にTiN
膜18を約100nmの厚さに堆積させる(図1
(b))。ここでスパッタリングに用いる混合ガスはス
パッタリングによって形成されるTiN膜48が膜全体
において正規組成比になるように分圧比、流量等を調節
してある。例えば、N2 の流量を20sccm程度,X
e,Krの流量を20sccm程度とする。また、Ti
膜17とTiN膜18の界面近傍においてはTiN膜1
8中に窒素が正規組成比よりも多く含まれるように分圧
比を調整する。
Then, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2B, the first ionization energy of N 2 gas of 14.
It has an ionization energy lower than 534 eV and does not chemically react with the Ti target 20.
A gas inert to the target, such as Kr (1
A mixed gas of 3.999 eV), Xe (12.130 eV) and N 2 is introduced into the sputtering chamber. By sputtering with plasma generated by this mixed gas, a nitriding reaction is caused on the surface of the Ti target 20 to form TiN, while TiN is formed on the surface of the Ti film 17 described above.
The film 18 is deposited to a thickness of about 100 nm (Fig. 1
(B)). Here, the partial pressure ratio, the flow rate, etc. of the mixed gas used for sputtering are adjusted so that the TiN film 48 formed by sputtering has a normal composition ratio in the entire film. For example, the flow rate of N 2 is about 20 sccm, X
The flow rate of e and Kr is about 20 sccm. Also, Ti
In the vicinity of the interface between the film 17 and the TiN film 18, the TiN film 1
The partial pressure ratio is adjusted so that 8 contains more nitrogen than the normal composition ratio.

【0074】ここで、これらのスパッタ工程の中で、混
合ガスに加圧する圧力は10-3〜10-4Torrの範囲
とし、被処理基板11は、グランド電位から浮かせた状
態、若しくはスパッタリングに使用するプラズマ電位に
近い電位になるように正の電位に設定して配置する。
Here, in these sputtering steps, the pressure applied to the mixed gas is set within the range of 10 −3 to 10 −4 Torr, and the substrate 11 to be processed is floated from the ground potential or used for sputtering. The positive potential is set so that the potential is close to the plasma potential.

【0075】この後、図1(d)に示すように、基板1
1をN2 雰囲気中で750℃・30分間の熱処理をおこ
ない、TiSi2 膜19を形成する。この後TiN膜1
8及び未反応Ti17を除去し、前述した実施例と同様
に層間絶縁膜10、ソ−ス・ドレイン電極用の配線10
0を形成し本実施例の製造方法によるMOSFETが完
成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1D, the substrate 1
1 is heat-treated in an N 2 atmosphere at 750 ° C. for 30 minutes to form a TiSi 2 film 19. After this, TiN film 1
8 and the unreacted Ti 17 are removed, and the interlayer insulating film 10 and the wiring 10 for the source / drain electrode are formed in the same manner as in the above-mentioned embodiment.
0 is formed to complete the MOSFET by the manufacturing method of this embodiment.

【0076】このTiSi2 膜の比抵抗を評価した結
果、先の実施例の場合と同様に約16μΩcmの理想的な
値にほぼ一致する膜である事が確認された。また、この
ようにして形成したTi/TiN膜の堆積直後の界面及
び熱処理後のTiSi2 膜19/TiN膜18の界面を
断面TEMで観察した結果、図5に示すように、Ti/
TiN界面および熱処理後のTiSi2 膜19/TiN
膜18界面は非常に急峻であった。また、本発明の方法
で形成されたTiSi2 膜19の表面は非常に滑らかで
あった。更に、凝集の開始温度は低く抑えられており、
アグロメレーションに対する耐熱性も上記実施例による
場合と同様に従来技術に比べて50℃以上向上すること
が確認された。
As a result of evaluating the specific resistance of this TiSi 2 film, it was confirmed that it was a film that almost matched the ideal value of about 16 μΩcm, as in the case of the previous embodiment. Further, as a result of observing the interface immediately after the deposition of the Ti / TiN film thus formed and the interface of the TiSi 2 film 19 / TiN film 18 after the heat treatment with a cross-section TEM, as shown in FIG.
TiN interface and TiSi 2 film 19 / TiN after heat treatment
The interface of membrane 18 was very steep. The surface of the TiSi 2 film 19 formed by the method of the present invention was very smooth. Furthermore, the onset temperature of aggregation is kept low,
It was also confirmed that the heat resistance to agglomeration was improved by 50 ° C. or more as compared with the prior art, as in the case of the above examples.

【0077】この実施例におけるTiSi2 膜質19の
向上は以下のように考察される。従来のN2 /Arガス
の混合によるスパッタでは、電離効率の良いArガスが
電離し、その電離に要するエネルギー(第1イオン化エ
ネルギー15.759eV)が、N2 よりも高いために
Arがエネルギーを受け渡す形でN2 ガスのプラズマ化
(ペニングイオン化)を促進する。又、その窒素プラズ
マ励起の際のエネルギー差は窒素プラズマ種の運動エネ
ルギーを高くする事になる。そのためN2 ガスのみでた
てたプラズマよりもプラズマ密度が増加し、活性な高い
運動エネルギーを持つ窒素の量が増え、Ti膜中に窒素
がより多く取り込まれる事になる。また、ゲート絶縁膜
破壊防止の為に基板がフローティングになっており基板
はプラズマ中よりも負に帯電してしまうため、正イオン
が打ち込まれやすくなっている。ここで、N2 とArの
混合ガスによってたてたプラズマではプラズマ密度が高
密度化している為に、正イオン種が増加し、いっそうT
i膜中への窒素の侵入が多くなってしまう。又、窒素分
圧が低いため窒素プラズマ種の平均自由工程が長くなり
Ti膜へ到達する確率も高くなる。
The improvement of the TiSi 2 film quality 19 in this embodiment is considered as follows. In the conventional sputtering using the mixture of N 2 / Ar gas, Ar gas having a high ionization efficiency is ionized, and the energy required for the ionization (first ionization energy 15.759 eV) is higher than that of N 2 , so that Ar emits energy. It promotes the plasma conversion (Penning ionization) of N 2 gas in the form of being delivered. In addition, the energy difference when exciting the nitrogen plasma increases the kinetic energy of the nitrogen plasma species. Therefore, the plasma density is increased as compared with the plasma generated by only N 2 gas, the amount of nitrogen having active high kinetic energy is increased, and more nitrogen is taken into the Ti film. Further, the substrate is in a floating state in order to prevent destruction of the gate insulating film, and the substrate is more negatively charged than in the plasma, so that positive ions are easily implanted. Here, in the plasma created by the mixed gas of N 2 and Ar, since the plasma density is increased, the number of positive ion species is increased and T
The infiltration of nitrogen into the i film increases. In addition, since the nitrogen partial pressure is low, the mean free path of nitrogen plasma species is lengthened and the probability of reaching the Ti film is increased.

【0078】一方、本発明の方法を用いると、電離効率
は高いが第1イオン化エネルギーの低いTiに対して不
活性なガス、例えばKr、XeとN2 の混合ガスを用い
る事で、導入ガスの電離過程において窒素に関してはN
2 ガス自身の電離が支配的となり、窒素ガスのみをチャ
ンバー中に導入してたてたプラズマでスパッタリングし
たときと同様にN2 のペニングイオン化による、N2 +
の増加を防ぐことができ、プラズマの高密度化を防ぐこ
とができる。また、N2 と混合するKr、またはXeの
分圧比を調整する事により、TiN膜18の組成比を所
望の物とする事が出来る。また、Tiのスパッタ収率に
ついてもArより低いので、Ti膜17の逆スパッタも
起こりにくい。このため、Ti/TiN膜の界面におけ
る窒素組成を急峻に形成でき、かつTiN膜18中に余
剰窒素を含まない正規組成の膜を得る事が出来る。結果
として、熱処理によって得られるTiSi2 膜19の表
面の平坦性を向上する事が出来、また不純物窒素を膜中
に取り込まないので比抵抗を低減し、さらにTiN膜1
8中からの余剰窒素の拡散がないために所望の膜厚のT
iSi2 膜19を得る事が出来る。
On the other hand, when the method of the present invention is used, a gas inert to Ti having a high ionization efficiency but a low first ionization energy, for example, a mixed gas of Kr, Xe and N 2 is used to introduce the introduced gas. N in the ionization process of
The ionization of the 2 gases themselves becomes dominant, and N 2 + is generated by Penning ionization of N 2 as in the case of sputtering with plasma created by introducing only nitrogen gas into the chamber.
It is possible to prevent an increase in the plasma density, and it is possible to prevent the density of plasma from increasing. Further, the composition ratio of the TiN film 18 can be set to a desired value by adjusting the partial pressure ratio of Kr or Xe mixed with N 2 . Moreover, since the sputtering yield of Ti is lower than that of Ar, reverse sputtering of the Ti film 17 is also unlikely to occur. Therefore, the nitrogen composition at the interface of the Ti / TiN film can be formed steeply, and a film having a normal composition containing no excess nitrogen in the TiN film 18 can be obtained. As a result, the flatness of the surface of the TiSi 2 film 19 obtained by the heat treatment can be improved, and since the impurity nitrogen is not taken into the film, the specific resistance is reduced, and the TiN film 1
Since there is no diffusion of excess nitrogen from the inside of
The iSi 2 film 19 can be obtained.

【0079】なお、本実施例では、Xe、Krを上げた
が、Tiに対して不活性で、かつ窒素のイオン化エネル
ギーよりも低いガスであれば、一般の不活性ガスに限る
物ではない。
Although Xe and Kr are increased in this embodiment, the gas is not limited to a general inert gas as long as the gas is inert to Ti and lower than the ionization energy of nitrogen.

【0080】さらに、N2 ガスの他にCOを用いる事も
可能であり、この場合にはKr,Xeを混合するガスと
して用いる。さらにCH4 を用いる事も可能出、混合す
るガスには、Xeを用いることで、上記と同様の効果が
得られる。
Further, CO may be used in addition to N 2 gas, and in this case, it is used as a gas for mixing Kr and Xe. Further, CH 4 can be used, and the same effect as above can be obtained by using Xe as the gas to be mixed.

【0081】更に本発明の第5の実施例を第4図を用い
て以下に説明する。まず、(001)を主面とするn型
のシリコン基板41上に埋め込み法により800nmの
フィールド酸化膜42を形成する。この酸化膜に囲まれ
た素子領域に10nmの酸化膜、150nmのドープし
た多結晶層、150nmの珪化タングステン(WSi
2 )層を順次堆積した後これをゲート形状にエッチング
する。この後SiN膜を150nmの厚さに堆積した
後、異方性エッチングで加工してゲートの側壁にSiN
膜43eを形成する。つぎに10nmのSiO2 膜46
/43dをSi露出表面上に形成した後BF2+イオンを
35keVで5×1015cm-2注入し、N2 雰囲気中で
1000℃・20秒の熱処理を加えることにより約0.
1μmの浅いp+ 拡散層44を形成する。(図4
(a))。
Further, a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. First, an 800 nm field oxide film 42 is formed by an embedding method on an n-type silicon substrate 41 whose main surface is (001). In the element region surrounded by this oxide film, a 10 nm oxide film, a 150 nm doped polycrystalline layer, and a 150 nm tungsten silicide (WSi) film are formed.
2 ) After sequentially depositing layers, this is etched into a gate shape. After that, a SiN film is deposited to a thickness of 150 nm and processed by anisotropic etching to form SiN on the side wall of the gate.
The film 43e is formed. Next, a 10 nm SiO 2 film 46 is formed.
/ 43d is formed on the exposed Si surface, BF 2+ ions are implanted at 35 keV at 5 × 10 15 cm -2 , and a heat treatment is performed at 1000 ° C. for 20 seconds in an N 2 atmosphere to obtain about 0.2.
A shallow p + diffusion layer 44 of 1 μm is formed. (Fig. 4
(A)).

【0082】このあとp+ 拡散層44の表面を硫酸と過
酸化水素の混合液でカーボン(C)系の表面汚染を処理
した後、メタル系の汚染を塩酸と過酸化水素の混合液で
処理する。その後このp+ 拡散層44の表面にできた薄
いSiO2 膜を希弗酸で洗浄剥離後、溶存酸素濃度が1
0ppb以下の超純水で流水洗浄する。
After that, the surface of the p + diffusion layer 44 is treated with carbon (C) -based surface contamination with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then metal-based contamination is treated with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. To do. After that, the thin SiO 2 film formed on the surface of the p + diffusion layer 44 is washed off with diluted hydrofluoric acid and the dissolved oxygen concentration is reduced to 1
Wash with running water with ultrapure water of 0 ppb or less.

【0083】次いで、図2(a)に示すようなスパッタ
装置を用い、被処理基板41とTiターゲット20を対
向配置し、Tiターゲット20の表面を流量が30〜4
5sccmの範囲のArガスでたてたプラズマでスパッ
タリングすることによって、p+ 拡散層表面上に厚さ1
8nmのTi膜47を堆積する。続いて、図2(b)に
示すようなスパッタ装置を用い、Ar,N2 及び、C2
4 の混合ガスによりたてたプラズマでTiターゲット
20をスパッタリングし、Tiターゲット20の表面の
窒化反応によりTiNを形成しながら、Ti膜47の表
面上にまず第1のTi−C−N膜48a”を正規組成比
よりも窒素の組成が多くなるように約10nmの厚さに
堆積させる。ここでArの流量は20sccm程度、N
2 の流量は20sccm及び、C24 の流量は5sc
cm程度に設定しチャンバ−中に導入する。
Next, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2A, the substrate 41 to be processed and the Ti target 20 are arranged to face each other, and the surface of the Ti target 20 has a flow rate of 30-4.
A thickness of 1 is formed on the surface of the p + diffusion layer by sputtering with plasma generated by Ar gas in the range of 5 sccm.
An 8 nm Ti film 47 is deposited. Then, using a sputtering apparatus as shown in FIG. 2B, Ar, N 2 and C 2
The Ti target 20 is sputtered by plasma generated by a mixed gas of H 4 , and TiN is formed by the nitriding reaction of the surface of the Ti target 20, while the first Ti—C—N film is first formed on the surface of the Ti film 47. 48a ″ is deposited to a thickness of about 10 nm so that the nitrogen composition is higher than the normal composition ratio. Here, the flow rate of Ar is about 20 sccm, and N is about 20 sccm.
The flow rate of 2 is 20 sccm and the flow rate of C 2 H 4 is 5 sc
It is set to about cm and introduced into the chamber.

【0084】次に、正規組成よりも窒素の組成が少なく
なるよう分圧比を調節したN2 、C24 とArの混合
ガスのプラズマでTiターゲット20をスパッタリング
することによって、第1のTi−C−N膜48a”の表
面上に第2のTi−C−N膜48b”を約5nmの厚さ
に堆積させる。最後に、形成される膜48cの組成が
1:1の化学量論組成比になるよう分圧比を調節したN
2 とArの混合ガスのプラズマでTiターゲット20表
面をスパッタリングすることによって、Tiターゲット
20の表面で窒化反応をおこさせTiNを形成しなが
ら、第2のTi−C−N膜48b”の表面にTiN膜4
8cを約60nmの厚さに堆積させる。(図4(b))
これらのスパッタ工程の中で、混合ガスに加圧する圧力
は10-3〜10-4Torrの範囲とし、被処理基板41
は、グランド電位から浮かせた状態、若しくはスパッタ
リングで使用するプラズマ電位に近い電位になるように
正の電位に設定して配置する。
Next, the Ti target 20 is sputtered by the plasma of the mixed gas of N 2 , C 2 H 4 and Ar, the partial pressure ratio of which is adjusted so that the composition of nitrogen is smaller than the normal composition, so that the first Ti is sputtered. A second Ti—C—N film 48b ″ is deposited on the surface of the —C—N film 48a ″ to a thickness of about 5 nm. Finally, the partial pressure ratio is adjusted so that the composition of the formed film 48c has a stoichiometric composition ratio of 1: 1.
By sputtering the surface of the Ti target 20 with plasma of a mixed gas of 2 and Ar, a nitriding reaction is caused on the surface of the Ti target 20 to form TiN, and the surface of the second Ti—C—N film 48b ″ is formed. TiN film 4
8c is deposited to a thickness of about 60 nm. (Fig. 4 (b))
In these sputtering steps, the pressure applied to the mixed gas is set in the range of 10 −3 to 10 −4 Torr, and the substrate 41 to be processed is set.
Is placed at a positive potential so as to be floated from the ground potential or close to the plasma potential used in sputtering.

【0085】この後、図4(c)に示すように、基板を
2 雰囲気中で750℃・30分間の熱処理を行い、T
iSi2 膜49を形成する。最後に図4(d)に示すよ
うにTi−C−N膜48a”48b”、未反応TiN膜
48c及び未反応Ti47aを除去し、前述の実施例と
同様、層間絶縁膜10、ソ−ス・ドレイン電極用の配線
100を形成することにより、本実施例の製造方法によ
るMOSFETが完成する。
After that, as shown in FIG. 4C, the substrate is heat-treated at 750 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere, and T
The iSi 2 film 49 is formed. Finally, as shown in FIG. 4D, the Ti—C—N film 48a “48b”, the unreacted TiN film 48c, and the unreacted Ti 47a are removed, and the interlayer insulating film 10 and the source are formed in the same manner as in the above-described embodiment. -By forming the wiring 100 for the drain electrode, the MOSFET by the manufacturing method of this embodiment is completed.

【0086】このTiSi2 膜49の比抵抗を評価した
結果、前述の実施例の場合と同様に約16μΩcmの理想
的な値にほぼ一致する膜である事が確認された。また、
このようにして形成したTi/Ti−C−N膜の堆積直
後の界面及び熱処理後のTiSi2 膜49/Ti−C−
N膜48a”の界面を断面TEMで観察した結果、Ti
/Ti−C−N膜48a”界面および熱処理後のTiS
2 膜/Ti−C−N膜界面は非常に急峻であった。ま
た、本発明の方法で形成されたシリサイド表面は滑らか
であった。更に、アグロメレーションに対する耐熱性も
上記の各実施例と同様に従来技術に比べて50℃以上向
上することが確認された。
As a result of evaluating the specific resistance of this TiSi 2 film 49, it was confirmed that it was a film which almost matched the ideal value of about 16 μΩcm, as in the case of the above-mentioned embodiment. Also,
Thus after the interface and the heat treatment immediately after the formation were Ti / Ti-C-N films deposited TiSi 2 film 49 / Ti-C-
As a result of observing the interface of the N film 48a ″ with a cross-sectional TEM,
/ Ti-CN film 48a "interface and TiS after heat treatment
The i 2 film / Ti—C—N film interface was very steep. The surface of the silicide formed by the method of the present invention was smooth. Further, it was confirmed that the heat resistance against agglomeration is improved by 50 ° C. or more as compared with the prior art as in each of the above examples.

【0087】この膜質向上は、すでに第2の実施例に示
したようにTi/Ti−C−N膜界面を急峻に形成でき
ること、及び熱処理時にキャップ膜中の余剰なC,Nの
Ti膜側への再拡散が防がれることにある。また、Cの
混入したキャップ膜は、TiNキャップ膜中の粒界を塞
ぐ効果があり、キャップ膜を通して不純物がTi膜47
側へ拡散することを防ぐことができる。
This improvement in the film quality is that the Ti / Ti-C-N film interface can be formed steeply as already shown in the second embodiment, and the excess C and N Ti film side in the cap film at the time of heat treatment. To prevent re-diffusion to. Further, the cap film containing C has an effect of closing the grain boundary in the TiN cap film, and impurities are passed through the cap film to prevent the Ti film 47 from having impurities.
It can be prevented from spreading to the side.

【0088】なおN2 との混合ガスとして用いたC2
4 の他、CH4 、C22 、C26 等の炭化水素系の
ガスを用いても同様の効果がえられ、又O2 ,COを用
いた場合には、酸素、炭素を含む膜が得られる。
C 2 H used as a mixed gas with N 2
In addition to 4 , the same effect can be obtained by using a hydrocarbon gas such as CH 4 , C 2 H 2 and C 2 H 6 , and when O 2 and CO are used, oxygen and carbon A film containing is obtained.

【0089】次に、本発明の第6の実施例を図4を参照
しつつ説明する。まず、(001)を主面とするn型の
シリコン基板41上に埋め込み法により800nmのフ
ィールド酸化膜42を形成する。この酸化膜に囲まれた
素子領域に10nmのゲート酸化膜、150nmのドー
プした多結晶シリコン層、150nmの珪化タングステ
ン(WSi2 )層を順次堆積した後これらをゲート形状
にエッチングで加工する。この後SiN膜を150nm
の厚さに堆積した後、異方性エッチングで加工してゲー
ト43の側壁にSiN膜43eを形成する。つぎに10
nmのSiO2 膜46をSi露出表面に形成した後BF
2+イオンを35keVで5×1015cm-2注入し、N2
雰囲気中で1000℃・20秒の熱処理を加えることに
より約0.1μmの浅いp+ 拡散層44を形成した(図
4(a))。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an 800 nm field oxide film 42 is formed by an embedding method on an n-type silicon substrate 41 whose main surface is (001). A 10 nm gate oxide film, a 150 nm doped polycrystalline silicon layer, and a 150 nm tungsten silicide (WSi 2 ) layer are sequentially deposited in an element region surrounded by this oxide film, and then these are processed into a gate shape by etching. After this, the SiN film is 150 nm thick.
And then processed by anisotropic etching to form a SiN film 43e on the side wall of the gate 43. Next 10
nm SiO 2 film 46 is formed on the exposed Si surface and then BF
2+ ions are implanted at 35 keV at 5 × 10 15 cm -2 , and N 2 is injected.
A shallow p + diffusion layer 44 of about 0.1 μm was formed by applying a heat treatment at 1000 ° C. for 20 seconds in the atmosphere (FIG. 4A).

【0090】このあとp+ 拡散層44の表面を硫酸と過
酸化水素の混合液でカーボン(C)系の表面汚染を処理
した後、メタル系の汚染を塩酸と過酸化水素の混合液で
処理する。その後このp+ 拡散層44の表面にできた薄
いSiO2 膜を希弗酸で洗浄剥離後、溶存酸素濃度が1
0ppb以下の超純水で流水洗浄する。
After that, the surface of the p + diffusion layer 44 is treated with carbon (C) -based surface contamination with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then metal-based contamination is treated with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide. To do. After that, the thin SiO 2 film formed on the surface of the p + diffusion layer 44 is washed off with diluted hydrofluoric acid and the dissolved oxygen concentration is reduced to 1
Wash with running water with ultrapure water of 0 ppb or less.

【0091】次に、図6に示すような平行平板型プラズ
マCVD装置を用いて、Ti膜47及びTiN膜48
a,b,cを形成する。図6において、チャンバー61
内のガスはポンプにより排気され、チャンバー61内へ
シャワーヘッド64から反応性ガスが導入される。チャ
ンバー61の内部には平板型の電極64、66が互いに
平行に設置されている。また電極64にはマッチングボ
ックス68を介して高周波電源67が設置され、電極6
6上に被処理基板41(ここでは、上記の如きプロセス
を経たシリコン基板41)が載せられる。
Next, a Ti film 47 and a TiN film 48 are formed by using a parallel plate type plasma CVD apparatus as shown in FIG.
a, b, c are formed. In FIG. 6, the chamber 61
The gas inside is exhausted by the pump, and the reactive gas is introduced into the chamber 61 from the shower head 64. Inside the chamber 61, flat plate type electrodes 64 and 66 are installed in parallel with each other. A high frequency power source 67 is installed on the electrode 64 via a matching box 68, and the electrode 6
A substrate 41 to be processed (here, a silicon substrate 41 which has undergone the above-described process) is placed on the substrate 6.

【0092】まずソースガスとして、ガス導入口63か
ら流量が例えば5sccm程度の四塩化チタン(TiC
4 )ガス及び流量が10〜20sccmの範囲の水素
(H2 )ガスを導入しつつ、反応容器内を10-3tor
r程度に保つ。ここで、高周波電源67から発生させた
周波数13.56MHzの交流波を上部電源64に20
0Wの電力で印加することで、放電を起こさせる。
First, as the source gas, titanium tetrachloride (TiC) having a flow rate of about 5 sccm from the gas inlet 63 is used.
l 4 ) gas and hydrogen (H 2 ) gas having a flow rate in the range of 10 to 20 sccm while introducing 10 −3 torr in the reaction vessel.
Keep around r. Here, an AC wave having a frequency of 13.56 MHz generated from the high frequency power source 67 is applied to the upper power source 64 by 20
A discharge is caused by applying the power of 0 W.

【0093】導入された反応ガスは、上部電源に設けら
れた複数の孔から噴出し、前記放電のエネルギーで活性
化させる事によって、化学反応を起こし、被処理基板6
5のp+ 拡散層44の表面に厚さ18nmのTi膜47
を堆積する(図4(b))。
The introduced reaction gas is ejected from a plurality of holes provided in the upper power source and is activated by the energy of the discharge, thereby causing a chemical reaction, and the substrate 6 to be processed.
No. 5 p + diffusion layer 44 surface 18 nm thick Ti film 47
Are deposited (FIG. 4B).

【0094】続いて、窒素余剰のTiN膜48aの組成
になるようにチャンバー中に流量を例えば5sccmと
設定した四塩化チタン(TiCl4 )ガス及び、流量を
20〜100sccmの範囲と設定した窒素ガスと10
〜19sccmの範囲と設定した水素ガスを導入しつ
つ、反応容器内を10-3torr程度に保つ。ここで、
前述と同様に放電を起こさせる。こうしてTi膜47の
表面にまず第1のTiN膜48aを約10nmの厚さに
堆積させる(図4(b))。
Subsequently, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas whose flow rate is set to, for example, 5 sccm and nitrogen gas whose flow rate is set to a range of 20 to 100 sccm are provided in the chamber so that the composition of the TiN film 48a with excess nitrogen is obtained. And 10
The inside of the reaction vessel is maintained at about 10 −3 torr while introducing hydrogen gas set in the range of ˜19 sccm. here,
A discharge is generated as described above. In this way, the first TiN film 48a is first deposited on the surface of the Ti film 47 to a thickness of about 10 nm (FIG. 4B).

【0095】次に、正規組成よりも窒素の組成が少なく
なるようにガス流量を0.1〜1.0sccmの範囲で
設定した四塩化チタン(TiCl4 )ガス及び、10〜
30sccmの範囲で設定した窒素(N2 )ガスと40
〜60sccmの範囲で設定した水素ガスとの混合ガス
を上記と同様に放電させ、第1のTiN膜48aの表面
に第2のTiN膜48bを約5nmの厚さに堆積させる
(図4(b))。
Next, a titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas having a gas flow rate set in the range of 0.1 to 1.0 sccm so that the composition of nitrogen is smaller than the normal composition, and 10 to 10
Nitrogen (N 2 ) gas set in the range of 30 sccm and 40
The mixed gas with hydrogen gas set in the range of -60 sccm is discharged in the same manner as above, and the second TiN film 48b is deposited on the surface of the first TiN film 48a to a thickness of about 5 nm (Fig. 4 (b )).

【0096】最後に、形成されるTiN膜組成が1:1
の化学量論組成比になるよう、ガス流量を調節した四塩
化チタン(TiCl4 )ガス及びアンモニア(NH3
ガスの混合ガスを放電させ、第2のTiN膜48bの表
面に第3のTiN膜48cを約60nmの厚さに堆積さ
せる(図4(b))。ここでは混合ガス全体の流量を4
0〜80sccmとし、この範囲でTiCl4 の流量を
0.1〜1.0sccmの範囲とする。またこれらのプ
ラズマCVD工程の中で、被処理基板41は、グランド
電位から浮かせる、またはプラズマ電位と同電位になる
ように基板側に正のバイアスを印加できるよう配置す
る。
Finally, the composition of the TiN film formed is 1: 1.
Titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas and ammonia (NH 3 ) with the gas flow rate adjusted so that the stoichiometric composition ratio of
The mixed gas of gases is discharged, and the third TiN film 48c is deposited on the surface of the second TiN film 48b to a thickness of about 60 nm (FIG. 4B). Here, the total flow rate of the mixed gas is 4
The flow rate of TiCl 4 is set in the range of 0.1 to 1.0 sccm. Further, in these plasma CVD processes, the substrate 41 to be processed is arranged so as to be floated from the ground potential or to be able to apply a positive bias to the substrate side so as to have the same potential as the plasma potential.

【0097】この後、N2 雰囲気中で750℃で30分
間の熱処理をおこない、TiSi2膜49を形成する
(図4(c))。この後TiN膜48a,b,c及び未
反応Tiを除去しシリサイドを選択的に形成する(図4
(d))。
Then, heat treatment is performed at 750 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere to form a TiSi 2 film 49 (FIG. 4C). Then, the TiN films 48a, 48b, 48c and unreacted Ti are removed to selectively form silicide (FIG. 4).
(D)).

【0098】このTiSi2 膜49の比抵抗を評価した
結果、前記した実施例の場合と同様に約16μΩcmの理
想的な値にほぼ一致する膜である事が確認された。ま
た、このようにして形成したTi膜47/TiN膜48
aの堆積直後の界面及び熱処理後のTiSi2 膜49/
TiN膜48aの界面を断面TEMで観察した結果、本
実施例の方法で形成されたTi膜47/TiN膜48a
の界面および熱処理後のTiSi2 膜49/TiN膜4
8aの界面は非常に急峻であった。また、本発明の方法
で形成されたシリサイド表面は滑らかであった。更に、
アグロメレーションに対する耐熱性も前記した実施例の
方法の場合と同様に従来技術に比べて50℃以上向上す
ることが確認された。
As a result of evaluating the specific resistance of the TiSi 2 film 49, it was confirmed that it was a film that almost matched the ideal value of about 16 μΩcm, as in the case of the above-mentioned embodiment. In addition, the Ti film 47 / TiN film 48 thus formed
The interface immediately after the deposition of a and the TiSi 2 film 49 /
As a result of observing the interface of the TiN film 48a with a cross-sectional TEM, the Ti film 47 / TiN film 48a formed by the method of the present embodiment.
Interface and TiSi 2 film 49 / TiN film 4 after heat treatment
The interface of 8a was very steep. The surface of the silicide formed by the method of the present invention was smooth. Furthermore,
It was also confirmed that the heat resistance to agglomeration was improved by 50 ° C. or more as compared with the conventional technique, as in the case of the method of the above-mentioned embodiment.

【0099】上記実施例中の窒素余剰の第1のTiN膜
48aは、窒素ガスのみを導入し、Ti膜47の表面を
窒素プラズマのみに晒しても同様の効果が得られる。ま
た、本実施例ではTiを含むガスとしてTiCl4 ガス
を用いたが、他のTiを含むガスを用いても良い。例え
ば、Ti[N(C2524 、Ti[N(CH3
24 ガス等の、Tiの有機化合物ガス、及びハロゲン
化Tiガス等のガスを用いることができる。
The same effect can be obtained by introducing only nitrogen gas and exposing the surface of the Ti film 47 to nitrogen plasma only for the nitrogen-excess first TiN film 48a in the above embodiment. Further, although TiCl 4 gas is used as the gas containing Ti in this embodiment, another gas containing Ti may be used. For example, Ti [N (C 2 H 5 ) 2 ] 4 , Ti [N (CH 3 ).
2 ] 4 gas or the like, an organic compound gas of Ti, and a gas such as a halogenated Ti gas can be used.

【0100】また、窒素と水素の混合ガスの代わりにア
ンモニア(NH3 )を用いても良い。 また上記実施例
にもあるような第1のTiN膜48aと第2のTiN膜
48bの組成、膜厚の関係は図3(b)に示すように、
第1のTiN膜48a中の余剰窒素(1)を第2のTi
N膜48b中の余剰Ti(2)で消費しうる関係、即ち
窒素余剰の第1のTiN膜48aとTi余剰の第2のT
iN膜48bを平均した組成は、正規組成に一致するよ
うに構成してある。また同様にこの第2のTiN膜48
bが、Ti膜48b´である場合にも、第1のTiN膜
48aと第2のTi膜48b´は図3(c)にあるよう
に、第1のTiN膜中の余剰窒素を第2のTi膜48b
´のTiで消費し得るような構成、即ち窒素余剰の第1
のTiN膜48aとTi余剰の第2のTi膜48b´を
平均した組成は、正規組成に一致するような構成とす
る。
Ammonia (NH 3 ) may be used instead of the mixed gas of nitrogen and hydrogen. Further, as shown in FIG. 3B, the relationship between the composition and film thickness of the first TiN film 48a and the second TiN film 48b as in the above embodiment is as follows.
Excess nitrogen (1) in the first TiN film 48a is replaced with second Ti
Excess Ti (2) in the N film 48b can be consumed, that is, the nitrogen-excess first TiN film 48a and the Ti-excess second T
The average composition of the iN film 48b is configured to match the normal composition. Similarly, the second TiN film 48 is also formed.
Even when b is the Ti film 48b ', the first TiN film 48a and the second Ti film 48b' can remove the excess nitrogen in the first TiN film from the second TiN film 48b 'as shown in FIG. Ti film 48b
'Ti can be consumed by Ti, that is, nitrogen surplus first
The composition obtained by averaging the TiN film 48a and the Ti surplus second Ti film 48b 'is configured to match the normal composition.

【0101】尚、上記した実施例中において、TiN膜
18、48を堆積する場合に、100〜300℃で基板
を加熱しながらスパッタリングを行うと、基板とTi膜
が反応することなく、かつTiN膜中の格子欠陥等が回
復し結晶性が良くなるために、余剰窒素が取り込まれに
くくなり、一層の効果が得られた。
In the above embodiments, when the TiN films 18 and 48 are deposited, if the sputtering is performed while heating the substrate at 100 to 300 ° C., the TiN film does not react with the TiN film and TiN film does not react. Since the lattice defects and the like in the film are recovered and the crystallinity is improved, surplus nitrogen is less likely to be taken in, and a further effect is obtained.

【0102】さらに上記各実施例で説明した方法ではT
i/TiN膜を窒素雰囲気中で熱処理することによって
TiSi2 膜19・49を形成したが、アニールをAr
雰囲気中で行った場合には一層の効果がえられた。これ
は、従来の窒素雰囲気中で熱処理する方法では、熱処理
雰囲気中からTiN柱状結晶の結晶粒界を通して窒素が
Ti膜表面に到達して、窒化を促進させ、シリサイド形
成時に窒素を取り込んでTiSi2 膜表面のモホロジー
を劣化させるため、第1の実施例で示したように、膜質
が低下する。Arガス雰囲気中で熱処理することによ
り、雰囲気からの窒素の影響がないために膜質が向上さ
れ、薄膜形成においても膜厚の制御が容易であるだけで
なく、TiSi2 膜中のみならず、TiN結晶粒界に窒
素が取り込まれないために、アグロメレーションに対す
る耐熱性もいっそう向上する。。さらに、TiNが窒素
の多く含まれる組成で構成されている場合においても、
アニール雰囲気中に窒素が含まれていないために窒素が
Ar雰囲気中へ外方拡散する事によって、Ti膜中への
窒素の拡散を最小限に抑制できる。
Further, in the method described in each of the above embodiments, T
The i / TiN film was formed TiSi 2 film 19, 49 by heat treatment in a nitrogen atmosphere, but the annealing Ar
Further effects were obtained when performed in an atmosphere. This is because in the conventional heat treatment method in a nitrogen atmosphere, nitrogen reaches the surface of the Ti film through the grain boundaries of the TiN columnar crystals from the heat treatment atmosphere, promotes nitriding, and takes in nitrogen at the time of silicide formation to obtain TiSi 2 Since the morphology of the film surface is deteriorated, the film quality deteriorates as shown in the first embodiment. By heat treatment in an Ar gas atmosphere, the film quality is improved because there is no influence of nitrogen from the atmosphere, not only is easy control of the film thickness even in the thin film formation, not TiSi 2 film only, TiN Since nitrogen is not taken into the crystal grain boundaries, heat resistance against agglomeration is further improved. . Furthermore, even when TiN is composed of a composition containing a large amount of nitrogen,
Since the annealing atmosphere does not contain nitrogen, nitrogen diffuses outward into the Ar atmosphere, so that the diffusion of nitrogen into the Ti film can be minimized.

【0103】本発明は上記実施例に限ることなく、その
他種々これを変形して実施できることはいうまでもな
い。例えば本実施例で示したTiN膜/TiSi2 膜以
外にもTiN膜/NiSix 膜, TiN膜/CoSix
膜( x=0.5,1,2) ,TiN膜/Pdx Si膜、TiN膜
/ZrSix 膜、ZrN/ZrSix 膜、TiN膜/W
Six 膜、W2 N膜/WSix 膜、TiN膜/TaSi
x 膜、TaN膜/TaSix 膜、TiN膜/HfSix
膜、HfN膜/HfSix 膜等に対しても適用可能であ
る。即ち、他の金属シリサイドを形成する際にも各々の
金属膜上にキャップ層として形成する化合物膜を堆積形
成し、形成される界面における不純物の侵入、及び化合
物膜層からの不純物の拡散を防止する事によって同様の
効果が期待できる。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be modified in various ways. For example, in addition to the TiN film / TiSi 2 film shown in this embodiment, a TiN film / NiSi x film, a TiN film / CoSi x film
Film (x = 0.5,1,2), TiN film / Pd x Si film, TiN film / ZrSi x film, ZrN / ZrSi x film, TiN film / W
Si x film, W 2 N film / WSi x film, TiN film / TaSi
x film, TaN film / TaSi x film, TiN film / HfSi x
Film, is also applicable to HfN film / HfSi x film. That is, when forming another metal silicide, a compound film to be formed as a cap layer is deposited and formed on each metal film to prevent impurities from penetrating into the formed interface and diffusion of impurities from the compound film layer. By doing so, the same effect can be expected.

【0104】また、キャップ層はTiN膜に限るもので
はなく、酸素または炭素を不純物として含むTiN膜
や、炭化物膜、硼化物膜等他の化合物膜と、種々のシリ
サイドとの組み合わせについても同様の議論が可能であ
る。また熱処理雰囲気に関しても窒素分圧を下げた不活
性な熱処理雰囲気、或いは、単に不活性ガスのみなら
ず、キャップを構成する物質を含まずなお且つ堆積した
積層膜と反応しない雰囲気であれば、先の実施例と同様
の効果を得ることができる。さらに、上記実施例では、
いずれも化合物膜キャップを剥離する場合について述べ
たが、これに限るものではなく、化合物膜を剥離しない
構造にも適用可能である。例えばブランケットWの埋め
込み等に用いられる、配線のバリヤメタルとしての化合
物膜であるTiN膜の場合にも適応できる。
The cap layer is not limited to the TiN film, and the same applies to combinations of various silicides with a TiN film containing oxygen or carbon as an impurity, a carbide film, a boride film, or another compound film. Discussion is possible. Regarding the heat treatment atmosphere, if it is an inert heat treatment atmosphere in which the partial pressure of nitrogen is lowered, or an atmosphere that does not contain not only the inert gas but also the substance forming the cap and does not react with the deposited laminated film, It is possible to obtain the same effect as that of the embodiment. Further, in the above embodiment,
In each of the cases, the case where the compound film cap is peeled off has been described, but the present invention is not limited to this, and it is also applicable to a structure in which the compound film is not peeled off. For example, it can be applied to the case of a TiN film which is a compound film used as a barrier metal of wiring used for embedding a blanket W or the like.

【0105】また上記実施例では、p+ −Si基板上に
ついて述べたが、n+ −Si基板上についても同様の技
術が適用でき、また近年半導体基板として多用されてい
るSOI(Semiconductor On Ins
ulator)構造を用いる事ができ、絶縁層上の半導
体層に上述の技術を適用することが可能である。
Further, in the above embodiment, the description was made on the p + -Si substrate, but the same technique can be applied to the n + -Si substrate, and the SOI (Semiconductor On Ins) which has been widely used as a semiconductor substrate in recent years.
ultor) structure can be used, and the above-described technique can be applied to the semiconductor layer on the insulating layer.

【0106】更に、遷移金属からなる第1の膜、特にチ
タンからなる膜の膜厚については、20nm以下、特
に、10〜20nmの場合に本発明は有効に適用可能で
ある。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施可能である。
Further, the present invention can be effectively applied when the thickness of the first film made of a transition metal, particularly the film made of titanium, is 20 nm or less, particularly 10 to 20 nm. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0107】[0107]

【発明の効果】本発明によれば、基板上に、膜質が均一
で比抵抗が低く、耐熱性の良好な金属シリサイド薄膜を
形成でき、浅い接合上に信頼性の高い金属化合物膜を実
現することができる。
According to the present invention, a metal silicide thin film having uniform film quality, low specific resistance and good heat resistance can be formed on a substrate, and a highly reliable metal compound film is realized on a shallow junction. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による半導体装置の製造方法に係わる
第1の及び第4の実施例であるMOSFETの製造方法
を示す工程断面図。
FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a MOSFET, which is a first and a fourth embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】 本発明の各実施例の製造方法に用いたスパッ
タ装置を示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a sputtering apparatus used in the manufacturing method of each example of the present invention.

【図3】 本発明の各実施例の製造方法により得たTi
N膜/Ti膜の組成を示す図。
FIG. 3 shows Ti obtained by the manufacturing method of each example of the present invention.
The figure which shows the composition of N film / Ti film.

【図4】 本発明による半導体装置の製造方法に係わる
第2、第3、第5及び第6の実施例であるMOSFET
の製造方法を示す工程断面図。
FIG. 4 is a MOSFET according to second, third, fifth and sixth embodiments of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
Process cross-sectional views showing the manufacturing method of.

【図5】 本発明の第4の実施例の製造方法により得た
TiN膜/Ti膜の組成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the composition of a TiN film / Ti film obtained by the manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第6の実施例の製造方法に用いたプ
ラズマCVD装置を示す模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a plasma CVD apparatus used in a manufacturing method according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の従来の技術を説明するための工程断
面図。
FIG. 7 is a process cross-sectional view for explaining a conventional technique of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、41 シリコン基板 12、42 フィールド酸化膜 13、43 ゲート部 14、44 p+ 拡散層 17、47 Ti膜 18、48 TiN膜 19、49 TiSi2 膜 10 層間絶縁膜膜 100 電極配線層11, 41 Silicon substrate 12, 42 Field oxide film 13, 43 Gate part 14, 44 p + diffusion layer 17, 47 Ti film 18, 48 TiN film 19, 49 TiSi 2 film 10 Inter-layer insulating film film 100 Electrode wiring layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 H01L 29/78 301 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 29/78 H01L 29/78 301 G

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に遷移金属からなる第
1の膜を形成する工程と、この第1の膜の表面に遷移金
属と周期律表の第2周期元素との化合物からなる第2の
膜を、前記第1の膜と接する領域において、前記第2周
期元素を正規組成より大きく含有せしめて形成する工程
と、熱処理により前記半導体基板の表面にこの半導体基
板の構成元素と前記第1の膜の遷移金属との化合物から
なる第3の膜を形成する工程とを具備することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a first film of a transition metal on the surface of a semiconductor substrate, and a second step of forming a compound of the transition metal and a second periodic element of the periodic table on the surface of the first film. Forming a film containing the second periodic element larger than the normal composition in a region in contact with the first film, and forming the film on the surface of the semiconductor substrate by heat treatment and the first element. And a step of forming a third film made of a compound of the above film with a transition metal.
【請求項2】 前記第2の膜を、前記第2周期元素を正
規組成より大きく含有せしめた領域よりも表面側におい
て、前記第2周期元素を正規組成未満で含有せしめて形
成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
2. The second film is formed by containing the second periodic element in an amount less than the regular composition on the surface side of a region in which the second periodic element is contained in an amount larger than the regular composition. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 前記第2の膜を、その表面において、前
記第2周期元素を正規組成で含有せしめて形成すること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second film is formed by including the second periodic element in a regular composition on the surface thereof.
【請求項4】 前記第2の膜中を平均した組成を正規組
成とすることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の
製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a composition obtained by averaging the inside of the second film is a normal composition.
【請求項5】 前記第2の膜を形成する工程は、成膜の
初期段階において、前記第2周期元素を主成分として含
むガスの雰囲気で、前記第2の膜の遷移金属からなるタ
−ゲットをスパッタリングすることにより行うことを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
5. The step of forming the second film is a step of forming a transition metal of the second film in an atmosphere of a gas containing the second periodic element as a main component in an initial stage of film formation. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed by sputtering the get.
【請求項6】 前記第2の膜を形成する工程は、前記成
膜の初期段階の後において、前記第2周期元素を前記成
膜の初期段階と比べて少なく含むガスの雰囲気で、前記
第2の膜の遷移金属からなるタ−ゲットをスパッタリン
グすることにより行うことを特徴とする請求項5記載の
半導体装置の製造方法。
6. The step of forming the second film, after the initial stage of the film formation, in the gas atmosphere containing the second periodic element in a smaller amount than in the initial stage of the film formation, 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the target is made of a transition metal of the film of No. 2 by sputtering.
【請求項7】 半導体基板の表面に遷移金属からなる第
1の膜を、この遷移金属に対して不活性な不活性ガスの
雰囲気で前記遷移金属からなるタ−ゲットをスパッタリ
ングすることにより形成する工程と、前記第1の膜の表
面に遷移金属と周期律表の第2周期元素との化合物から
なる第2の膜を、前記第2周期元素を含むガスと、この
ガスよりも第1イオン化エネルギーが低く、前記第1の
膜の遷移金属に対して不活性な不活性ガスとからなる混
合ガスの雰囲気で、前記第2の膜の遷移金属からなるタ
−ゲットをスパッタリングすることにより形成する工程
と、熱処理により前記半導体基板の表面にこの半導体基
板の構成元素と前記第1の膜の遷移金属との化合物から
なる第3の膜を形成する工程とを具備することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
7. A first film made of a transition metal is formed on the surface of a semiconductor substrate by sputtering a target made of the transition metal in an atmosphere of an inert gas inert to the transition metal. A step of forming a second film made of a compound of a transition metal and a second periodic element of the periodic table on the surface of the first film, a gas containing the second periodic element, and a first ionization than the gas. It is formed by sputtering a target made of the transition metal of the second film in an atmosphere of a mixed gas having low energy and an inert gas inert to the transition metal of the first film. And a step of forming a third film made of a compound of a constituent element of the semiconductor substrate and a transition metal of the first film on the surface of the semiconductor substrate by heat treatment. Made of Build method.
【請求項8】 前記第2周期元素を含むガスはN2 であ
り、このガスよりも第1イオン化エネルギ−が低い不活
性ガスはキセノン、クリプトンの少なくとも1種からな
ることを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方
法。
8. The gas containing the second period element is N 2 , and the inert gas having a first ionization energy lower than that of the gas is at least one of xenon and krypton. 7. The method for manufacturing a semiconductor device according to 7.
【請求項9】 前記半導体基板上に所望パターンで絶縁
膜を形成した後、前記半導体基板上に前記第1及び第2
の膜を形成し、前記絶縁膜が形成される領域以外の前記
半導体基板の表面に前記第3の膜を熱処理により自己整
合的に形成することを特徴とする請求項1又は7記載の
半導体装置の製造方法。
9. An insulating film having a desired pattern is formed on the semiconductor substrate, and then the first and second insulating films are formed on the semiconductor substrate.
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third film is formed in a self-aligned manner by heat treatment on the surface of the semiconductor substrate other than the region where the insulating film is formed. Manufacturing method.
【請求項10】 前記半導体基板の表面には不純物拡散
層が形成され、前記第3の膜を前記不純物拡散層が形成
される前記半導体基板の表面に形成することを特徴とす
る請求項1又は7記載の半導体装置の製造方法。
10. The impurity diffusion layer is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the third film is formed on the surface of the semiconductor substrate on which the impurity diffusion layer is formed. 7. The method for manufacturing a semiconductor device according to 7.
【請求項11】 前記第2周期元素はB,C,N,Oの
いずれか1種類または複数種の元素であることを特徴と
する請求項1又は7記載の半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the second periodic element is any one kind or plural kinds of elements of B, C, N, and O.
【請求項12】 前記第1及び第2の膜の遷移金属はT
iであることを特徴とする請求項1又は7記載の半導体
装置の製造方法。
12. The transition metal of the first and second films is T.
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is i.
【請求項13】 前記第3の膜は遷移金属シリサイドか
らなり、その膜厚が50nm以下であることを特徴とす
る請求項1又は7記載の半導体装置の製造方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the third film is made of a transition metal silicide and has a film thickness of 50 nm or less.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007536740A (en) * 2004-05-06 2007-12-13 マイクロン テクノロジー,インコーポレイテッド Method for forming electrical connections for semiconductor structures

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